Фюзеляж – это корпус самолета. Он включает оба крыла, оперение целиком и шасси. В нем размещаются пилоты и стюарды, пассажиры, багаж или грузы, также внутри находятся баки для топлива и силовые установки. Он содержит и кабину пилотов, и техническое отделение, и ряды кресел. Это тело воздушного судна.
Схему фюзеляжа составляют продольные и поперечные части обшивки: шпангоуты, стрингеры и лонжероны. Изготавливают внешние листы из металла, используя дюралюминий для уменьшения веса и увеличения надежности.
Раньше фюзеляжи были бескаркасными, при строительстве использовали изогнутые трубчатые кольца. Сегодня существует два типа: ферменный и балочный.
Важно
Фюзеляж – это основа любого воздушного судна, поскольку он собирает воедино все его детали. У каждого вида летательного аппарата собственные особенности корпуса, но при этом всегда должна быть сохранена аэродинамика, обтекаемая форма, легкость, надежность и прочность.
Для достижения этих целей необходимо выбирать такие параметры, при которых сопротивление будет минимальным. Чтобы уменьшить площадь и вес крыла, сила подъема должна обеспечиваться корпусом на 40%.
Если повышается плотность компоновки, то возникает целесообразное использование внутреннего пространства, и грузы размещаются рядом с центром тяжести. Это в свою очередь способствует улучшению летных качеств. Чем уже диапазон занятого центра, тем стабильнее работа самолета.
Особое внимание уделяется продумыванию схемы компоновки воздушного судна, качественным креплениям оперения, особенностям силовой установки, крыльев и шасси. Важно, чтобы авиалайнер было легко обслуживать. Для этого обеспечивается удобный проход к любой детали и прибору.
Не меньшее значение имеют и удобства для пассажиров и экипажа, для погрузки и разгрузки. Фюзеляж обеспечивает комфорт для жизни на борту. Поэтому продумывается шумоизоляция, создается нужное давление и температура внутри. Важную роль играют обычные и аварийные выходы и их расположение.
Во время посадки фюзеляж подвергается дополнительным нагрузкам. На него давят силы всего оборудования и конструкций, всех частей воздушного суда, салона, кабины и грузовых отсеков. Все это учитывается при строительстве корпуса, поэтому его проектируют как полую балку на крыле, подвергающуюся всем вышеперечисленным воздействиям.
Виды и конструкции фюзеляжей
Существует несколько типов корпусов: одноэтажный и двухэтажный, широкий и узкий, а также плоский. Еще по типам они делятся на ферменные и балочные.
В первом случае силовому каркасу придается вид пространственной фермы, а во втором он образовывается за счет продольных и поперечных элементов. Также существует смешанный тип с передней ферменной и задней балочной частью или наоборот.
Самым популярным видом фюзеляжей в наши дни остается стрингерно-балочный. Стрингерами называют продольные составляющие, они соединяют поперченные шпангоуты. Подкрепление жесткой обшивки – их главная функция. Промежуток между ними – от 8 до 25 см. Сечение имеет разные размеры, это зависит от величины давления на каркас.
Подобны стрингерам лонжероны. Это тоже продольные составляющие. Они частично перенимают нагрузку, которая изгибает фюзеляж. Это прогнутые профили различного сечения, а в крупных версиях самолетов они состоят из нескольких листов.
Шпангоуты – это поперечные элементы, расстояние между которыми составляет 20–65 см. Их функцией является придача фюзеляжу формы, обеспечение жесткости, восприятие местных нагрузок. Иногда к ним прикрепляются перегородки, которые делят корпус на кабины и отсеки. В местах присоединения крыла или шасси используются силовые шпангоуты, они обладают повышенной прочностью. Остальные состоят из дуг, которые штампуются из металлических пластин.
Обшивка делается из титановых или дюралюминиевых листов толщиной 1–4 мм. Она прикрепляется заклепками, а между собой пластины объединяются на стрингерах или шпангоутах и встык, и внахлест.
Конструкция становится менее прочной, поскольку в корпусе есть вырезы. Поэтому там, где они предусмотрены, ставятся усиленные стрингеры и шпангоуты. На маленькие вырезы накладывают толстые кольца.
Фюзеляжи крупных самолетов делятся на несколько частей. Их делают составными, чтобы было проще совершать ремонтные работы. У маленьких воздушных судов корпус неразъемный.
Части корпуса соединяются в зависимости от схемы конструкции. Для ферменных фюзеляжей используются стыковые узлы, которые ставятся на лонжероны, а для балочных крепежи делаются по окантовке разъема.
Главные составляющие
Наибольшая нагрузка приходится на пол самолета. Его каркас делается из балок, а также стыковочных узлов и стрингеров.
Поперечная часть пола включает балки шпангоутов. Их пояс изготавливают из специальных профилей. Закрывают каркас спрессованные фанерные панели, а также дюралюминиевые листы. Чтобы поверхности не скользили, они имеют шероховатое покрытие, иногда оно состоит из пробковой крошки. В пол сразу монтируются гнезда для будущих мест пассажиров, а если версия грузовая, то кольца для фиксации контейнеров.
Особое внимание уделяется окнам. Они имеют овальную или закругленную форму, оснащаются двойными органическими стеклами. Внутреннее остекление держит всю нагрузку от кабинного давления. При его разрушении натиск перейдет на внешнее остекление.
Пространство между стеклами предотвращает запотевание или замерзание окон за счет осушительной системы. Уплотняют остекление морозоустойчивой резиной или специальной замазкой.
Передняя часть фюзеляжа, откуда открывается обзор для экипажа, именуется фонарем. При создании кабины особое внимание уделяется сопротивлению, которое должно быть минимальным. Угол фонаря составляет 55–65 градусов.
Стекла имеют функцию электрообогрева, чтобы не было запотевания и обледенения в период путешествия. Каркас делается из сплавов, содержащих алюминий и магний. Остекление крепится к нему с помощью болтов и дюралюминиевых лент. Для герметизации дополнительно используется резиновая прокладка и замазка.
Двери и вырезы под них располагаются по бокам корпуса. Иногда они есть внизу. Ширина отверстия, как правило, не превышает 80х150 см. Для грузовых самолетов двери делаются больше, в зависимости от общих габаритов воздушного судна и характера отправлений, которые они будут перевозить.
Открывание дверей происходит внутрь, или же они смещаются вправо, влево, вверх. Сильное давление салона прижимает створки к основанию. Для запора предусмотрены замки. Если дверь не заперта, у летчиков горит сигнальная лампа.
В местах, где находятся двери, закрепляются более сильные стрингеры и шпангоуты, делается еще одна защитная обшивка. Сами входы строят металлические, их выполняют из дюралюминиевых пластин.
Герметизация
Пассажирские воздушные суда поднимаются на большую высоту, особенно важно это для частных самолетов, которые летят на 3–5 километров выше обычных пассажирских бортов. Чтобы люди чувствовали себя хорошо, необходимо герметизировать кабину и создать в ней правильное давление.
Давление внутри должно быть повышенным, в этом случае кабина будет герметичной. Такой салон создается отдельно, а затем монтируется в фюзеляж. Он не входит в его обособленную схему. Называют этот вариант подвесным. Он обладает повышенной прочностью.
Чаще в авиалайнерах кабина входит в силовую схему фюзеляжа. Тогда она представляет собой емкость, на которую действует давление изнутри. Имеет такой салон форму цилиндра, который закрыт в концах сферическими донцами.
Чтобы сохранить в салоне давление, он должен быть герметичным. Это происходит за счет корректного остекления, вывода тяги из кабины, а также элементов управления и других компонентов. Минимальная утечка воздуха наружу все же допускается, это не влияет на безопасность полета.
Чтобы обеспечить герметизацию на месте стыка листов, применяются многорядные швы, ленты уплотнения, закладываемые между слоями каркаса и внешними листами. Внутри швы покрывают замазкой. Также используются прокладки и профили из резины, они необходимы при создании окон, дверей, кабины пилота. Стыковка с внешними люками защищается еще и надувной трубкой.
Экстерьер и форма корпуса
Корпус авиалайнера часто выполняется в виде осесимметричного тела вращения. Оно сужается на подходе к переднему и хвостовому элементам. Поэтому внешняя площадь становится минимальной, а внутренняя дает возможность разместить все необходимое.
Массу обшивки стремятся снизить до предельного минимума, чтобы уменьшить трение в полете и сопротивление. Форма самолета не является идеальной. Круглое сечение нарушает вытянутая кабина летчиков, воздухозаборники, антенны и т. п.
Чем меньше вес конструкции, тем меньше на него нагрузка. Тонкая обшивка самолета противостоит любым воздействиям. Мощный каркас помогает сохранить надежность фюзеляжа на весь срок эксплуатации.
Подводя итог, можно сказать, что при строительстве фюзеляжа максимально важно целесообразно распорядиться всем внутренним пространством, обеспечить минимальное сопротивление и достаточный обзор для пилотов, создать защитную тепловую и звуковую изоляцию и герметичность, позаботиться о вентиляции, освещении и обогреве, а также сделать удобными входы для людей и погрузки.
Современные самолеты, будь то обычный пассажирский или элитный частный борт, отличаются высокой надежностью и безопасностью. Заказать воздушное судно с любым типом фюзеляжа для личных путешествий вы всегда можете через чартерного брокера AVIAV TM (Cofrance SARL). Обращайтесь к нам и наслаждайтесь всеми преимуществами VIP-авиации!
