Тема: «Конструкция самолётов

Ендогур
А.И.
Тема:
«Конструкция самолётов»
Курс лекций для выпускников ВУЗов и специалистов неавиационного
профиля ЗАО «Инженерный Центр ИКАР»
Часть 4
Ендогур Аскольд Иванович,
Профессор,
Доктор технических наук,
Действительный член Академии проблем качества
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 1
2009 год.
ФЮЗЕЛЯЖ
Ендогур
А.И.
ФЮЗЕЛЯЖ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Фюзеляж является частью конструкции самолета, служит для размещения
экипажа, пассажиров, оборудования, топлива, шасси и грузов,
определяемых назначением самолета.
В силовом отношении фюзеляж служит базой, к которой крепятся крыло,
оперение и шасси. В фюзеляже могут размещаться (или крепиться к нему)
двигатели.
Самолёт «Руслан» с отклоняющейся носовой частью,
носовым и хвостовым люками.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 2
2009 год.
ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Ендогур
А.И.
В общей конструктивно-силовой схеме (КСС) самолета
фюзеляж представляет собой силовое звено, на котором
уравновешиваются все нагрузки: массовые (qф), аэродинамические
(Yкр, Pго, Pво), а также возникающие в местах присоединения к нему
других агрегатов самолета и от расположенных внутри него грузов,
механизмов, оборудования (Pi) и т. п.
Узлы крепления агрегатов и установки механизмов,
стыковые соединения и гермоотсеки, вырезы и эксплуатационные
разъемы, зависят от ТТТ и ЛТХ, типа самолета, его
аэродинамической схемы, условий и требований эксплуатации и др.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 3
2009 год.
ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ (2)
Ендогур
А.И.
Разработке КСС фюзеляжа предшествуют выполнение
компоновки самолета, составление директивной технологии
сборки и схемы его обслуживания. Это позволяет
рационально разместить основные силовые элементы,
наметить число и тип технологических разъемов и
эксплуатационных стыков, установить расположение и
размеры.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 4
2009 год.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
КОНСТРУКЦИИ ФЮЗЕЛЯЖА
Обстановка, свободные объемы
Ендогур
А.И.
В результате внешнего проектирования для каждого типа самолета
получаем основные геометрические характеристики фюзеляжа: форму
сечений, длину L и диаметр миделевого сечения D.
Основные геометрические характеристики фюзеляжа
L
Лобовое сопротивление зависит от удлинения фюзеляжа λ =
,
D
формы и качества поверхности. Для уменьшения сопротивления
фюзеляжу придают сигарообразную форму, а площадь миделя уменьшают
до предела, определяемого возможностью размещения пассажиров, груза,
оборудования, воздухозаборников и двигателей, если они размещаются
внутри фюзеляжа.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 5
2009 год.
Ендогур
А.И.
НАГРУЗКИ НА ФЮЗЕЛЯЖ
Избыточное
давление
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 6
2009 год.
ЛИМИТНАЯ МАССА ФЮЗЕЛЯЖЕЙ
Ендогур
А.И.
Легкие самолеты 0,08-0,14
Реактивные транспортные самолеты:
- два двигателя 0,1-0,12
- три двигателя 0,1-0,12
- четыре двигателя 0,065-0,1.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 7
2009 год.
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
К ФЮЗЕЛЯЖАМ ПАССАЖИРСКИХ САМОЛЕТОВ
Ендогур
А.И.
- удобство посадки и выхода;
- тепло-звукоизоляция от внешних шумов и звукопоглощение внутреннего
шума;
- герметичность;
- комфортная температура в салоне и давление воздуха р≥0,7 бар;
- комфортность пребывания и обслуживания в салоне во время полета;
- наличие туалетов и кухонного оборудования;
- достаточное количество дверей (не менее одной на 19 пассажиров) и
оптимальное расположение до аварийной двери (расстояние не более
9 м) для максимальной быстроты покидания салона в аварийном случае –
90 сек ;
- наличие коллективных (трапы, плавучие средства, сигнальные буйки,
запас провизии) и индивидуальных (кислородные маски, надувные
жилеты) средств спасения при аварийных ситуациях (разгерметизация,
посадка на воду и др.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 8
2009 год.
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
К ФЮЗЕЛЯЖАМ ГРУЗОВЫХ САМОЛЕТОВ
Ендогур
А.И.
- максимальный объем грузового пространства; возможность
достижения максимальной плотности загружения;
- удобство погрузки и выгрузки (наличие больших и низко
расположенных от земли грузовых дверей);
- удобство прохода и подхода к грузам;
- наличие внутри самолета средств перемещения груза по
объему (рельсы, тельферы);
- надежные приспособления для крепления грузов в случае
аварийных перегрузок;
- герметичность (в случае необходимости).
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 9
2009 год.
ВНЕШНИЕ ФОРМЫ ФЮЗЕЛЯЖА
Ендогур
А.И.
Схема размещения основных грузов в фюзеляже:
а) – пассажирский самолет; б) – маневренный самолет
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 10
2009 год.
Ендогур
А.И.
ФОРМЫ СЕЧЕНИЙ ФЮЗЕЛЯЖА
Рассматриваемые поперечные сечения фюзеляжей:
а – круглое одно- и двухпалубное сечение;
б – двухпалубное сечение, имеющее форму вертикальной восьмерки
(бульбообразное);
в – однопалубное сечение в форме горизонтальной восьмерки;
hc – высота салона, hб – высота багажного помещения.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 11
2009 год.
РАСПОЛОЖЕНИЕ КРЕСЕЛ В СЕЧЕНИИ
ФЮЗЕЛЯЖА
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 12
Ендогур
А.И.
2009 год.
ОСНОВНЫЕ КСС ФЮЗЕЛЯЖЕЙ
Ендогур
А.И.
Различные конструктивно-силовые схемы фюзеляжей:
1 – лонжероны; 2 – стойки; 3 – раскосы (диагонали); 4 – распорки; 5 – расчалки;
6 – стрингеры; 7 – шпангоуты; 8 – обшивка.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 13
2009 год.
ФЕРМЕННЫЙ ФЮЗЕЛЯЖ
Ендогур
А.И.
Ферменный фюзеляж самолёта Як -11
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 14
2009 год.
БАЛОЧНО-ЛОНЖЕРОННЫЙФЮЗЕЛЯЖ
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 15
Ендогур
А.И.
2009 год.
Ендогур
А.И.
БАЛОЧНЫЙ ФЮЗЕЛЯЖ
Является одной из наиболее распространенных форм.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 16
2009 год.
СОСТАВ СИЛОВОГО НАБОРА ФЮЗЕЛЯЖА
Продольный силовой набор:
- обшивка;
Ендогур
А.И.
Поперечный силовой набор:
- шпангоуты нормальные;
- стрингеры;
- шпангоуты распределительные;
- стенки;
- шпангоуты силовые;
- лонжероны (усиленные
- стенки-перегородки
стрингеры);
- герметичные днища
- бимсы;
- полы
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 17
2009 год.
ОБШИВКА
Ендогур
А.И.
ОБШИВКА фюзеляжа– воспринимает аэродинамическую нагрузку
и кручение фюзеляжа, нагружается касательными напряжениями сдвига.
Воспринимает внутреннее и внешнее избыточное давление, нагружается
при этом растягивающими напряжениями в нормальном и тангенциальном
направлениях.
СТЫК ОБШИВОК
Стык обшивок на силовом элементе
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 18
2009 год.
СТРИНГЕРЫ
Ендогур
А.И.
Работают на растяжение-сжатие вместе с обшивкой. Увеличивают
критические напряжение обшивки при работе на сдвиг от кручения
фюзеляжа или крыла.
а)– открытый несимметричный
стрингер;
б)– закрытый симметричный
стрингер
Типовой и усиленный стрингер фюзеляжа
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 19
2009 год.
СБОРНАЯ ПАНЕЛЬ (ОБШИВКА вместе со
СТРИНГЕРАМИ)
Ендогур
А.И.
Панели образуют аэродинамические поверхности крыла, оперения
и фюзеляжа. Используются в качестве стенок шпангоутов и лонжеронов,
полов кабин, панелей интерьера, противопожарных перегородок и стенок.
нагружаются напряжениями растяжения-сжатия и сдвига
Воспринимают перерезывающие силы в плоскости панели.
Противопожарные и герметичные перегородки нагружаются изгибом от
давления или гидравлического удара топливом.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 20
2009 год.
ФРЕЗЕРОВАННАЯ ПАНЕЛЬ С
СТРИНГЕРАМИ И ОКАНТОВКОЙ ЛЮКА
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 21
Ендогур
А.И.
2009 год.
ПРОДОЛЬНЫЕ СТЕНКИ
а)
б)
Ендогур
А.И.
в)
Конструктивные варианты продольных стенок:
а) – швеллер с уголками;
б) – пластина с уголками;
в) – швеллер.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 22
2009 год.
ФЕРМЕННАЯ СТЕНКА
Ендогур
А.И.
Сдвиг передается раскладкой растягивающих и сжимающих сил стоек.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 23
2009 год.
СТЕНКИ-ЗАШИВКИ
Ендогур
А.И.
Глухие стенки-зашивки шпангоутов и перегородок фюзеляжа.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 24
2009 год.
ЛОНЖЕРОН
Ендогур
А.И.
Лонжероны фюзеляжа (устанавливаются в месте вырезов) –
работают на растяжение-сжатие для восприятия осевых сил и
изгибающего момента.
Типовые сборные лонжероны:
Монолитные лонжероны
а) – с одной стенкой;
б) – с двумя стенками.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 25
2009 год.
БИМС
Ендогур
А.И.
Бимсы (лонжероны замкнутого сечения) устанавливаются в зоне
больших вырезов, работают на растяжение-сжатие, изгиб и кручения.
Бимс
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 26
2009 год.
ШПАНГОУТЫ НОРМАЛЬНЫЕ
Ендогур
А.И.
Шпангоуты нормальные – поддерживают форму сечения
фюзеляжа, нагружаются внешним аэродинамическим или внутренним
избыточным давлением, приходящим на обшивку фюзеляжа.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 27
2009 год.
Ендогур
А.И.
ШПАНГОУТЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ
Шпангоуты распределительные дополнительно нагружаются
внутренним избыточным давлением, приходящим на обшивку
фюзеляжа.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 28
2009 год.
ШПАНГОУТЫ СИЛОВЫЕ
Ендогур
А.И.
Конструктивные формы силовых шпангоутов можно свести к следующим трем
схемам – рамные (рис. 14.15, 1), глухие (зашитые сплошной стенкой и стойками,
слайд 7.9) и рамные составные.
Рамные шпангоуты
Глухие шпангоуты
Основные силовые схемы усиленных шпангоутов:
1) – рамная; 2) – зашитая со стойками;
3) рамно-стержневая
Рамные составные
Усиленный рамный шпангоут для
стыковки фюзеляжа с крылом
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 29
2009 год.
Ендогур
А.И.
ГЕРМЕТИЧНЫЕ ДНИЩА
Герметические кабины самолётов;
схема нагружения элементов герметической
кабины избыточным давлением.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 30
2009 год.
Ендогур
А.И.
БАЛКИ ПОЛА
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 31
2009 год.
Ендогур
А.И.
БАЛКИ ПОЛА (2)
A320
A320
Шпангоут
Балка пола
A330/340
Балка пола
Рельс
Профиль
балки пола
Шпангоут
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 32
2009 год.
НАГРУЗКИ (НАПРЯЖЕНИЯ),
ВОЗНИКАЮЩИЕ В СЕЧЕНИЯХ ПАНЕЛИ
Ендогур
А.И.
В первую очередь обшивка панели определяется из условия
работы на кручение контура крыла, оперения, фюзеляжа, нагружается
сдвигом. Кроме этого обшивка работает совместно со стрингерами на
растяжение и на сжатие.
Распределение напряжений в сжатой стрингерной панели.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 33
2009 год.
НАГРУЖЕНИЕ СТЕНОК
Ендогур
А.И.
Стенки служат для передачи перерезывающих сил Q, в
результате чего в них возникают касательные напряжения сдвига q τ.
Q
q
Q
τ
Q
Q
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 34
2009 год.
НАГРУЖЕНИЕ ШПАНГОУТОВ
Ендогур
А.И.
Нагружение рамного шпангоута изгибающим моментом в зоне стыка
фюзеляжа с крылом
Нагружение рамного шпангоута вертикальной силой
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 35
2009 год.
ОСНОВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕЕндогур
А.И.
В КОНСТРУКЦИИ ФЮЗЕЛЯЖЕЙ
Характеристики металлических материалов
Марка сплава
Е, МПа
σв,
МПа
σ 0.2 ,
МПа
ρ,
σв / ρ
Е/ ρ
г/см3
МПа см3/г
МПа см3/г
Алюминиевые сплавы
Д16
72000
420
300
2,8
150
25700
В95
72000
600
560
2,8
214
25700
АК6
72000
400
290
2,8
143
25700
Алюминиево-литиевые сплавы
1201
72000
430
320
2,8
120
25700
1460
79500
500
440
2,6
192
30500
4,55
178
24400
4,85
268
22600
Титановые сплавы
ОТ4
110000
800
ВТ6
110000
900
ВТ22
110000
1300
-
4,65
Стали
30ХГСА
210000
1100
850
7,85
140
26700
18Х2Н10ТА
190000
1150
850
7,85
146
26700
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 36
2009 год.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЧНОСТИ И
ЖЕСТКОСТИ МАТЕРИАЛА
Ендогур
А.И.
При растяжении
При растяжении характеристикой прочности материала
является предел прочности при растяжении σ в– (Н/мм²,
МПа), характеристикой жесткости является модуль
упругости Е (Н/мм², МПа).
При сдвиге
При нагружении сдвигом характеристикой прочности
материала является предел прочности при сдвиге – τв,
Н/мм², характеристикой жесткости является модуль
упругости G, Н/мм² (модуль упругости 2-ого рода).
G=
E
2(1 + µ )
, G –, µ = 0,29…0,3 – коэффициент Пуассона, – отношение величины
поперечной деформации образца при растяжении к продольной.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 37
2009 год.
ХАРАКТЕРИСТИКИ УДЕЛЬНОЙ
ПРОЧНОСТИ И ЖЕСТКОСТИ МАТЕРИАЛА
Ендогур
А.И.
Π = σ в / ρ – растяжение и чистое сжатие;
E / ρ – продольный изгиб;
Π=
2
Π = 3 σ / ρ – поперечный изгиб;
Π = τ в / ρ – сдвиг;
П=
3
E
ρ
σ2
П =
ρ
3
τ2
П =
ρ
3
– сжатие пластин;
– изгиб двухпоясных балок;
– кручении.
Чем выше значение П, тем меньше минимальная масса детали.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 38
2009 год.
УЧЕТ РАБОЧЕЙ ТЕМПЕРАТУРЫ
Ендогур
А.И.
Температурные пределы применения материалов
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 39
2009 год.
ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ
ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ КОНСТРУКЦИИ
Ендогур
А.И.
Изменение удельной прочности материалов в зависимости от
температуры
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 40
2009 год.
ПРИНЦИП СОЗДАНИЯ БЕЗОПАСНОРАЗРУШАЕМЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Ендогур
А.И.
Принцип безопасного разрушения, не гарантирует в конструкции
в течение всего ресурса самолета отсутствия разрушений (трещин), но
обеспечивает настолько медленное увеличения трещины, что его можно
своевременно выявить и устранить. Величина остаточной прочности в
районе трещины должна соответствовать уровню безопасности за период
между осмотрами не ниже регламентируемой величины.
Увеличение длины трещины в различных алюминиевых сплавах
от числа циклов нагружения
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 41
2009 год.
КОЭФФИЦИЕНТ СКОРОСТИ
РАСПРОСТРАНЕНИЯ ТРЕЩИН
Ендогур
А.И.
Коэффициент скорости распространения трещин К1с при
растяжении и К1-с при сжатии и имеет размерность МПа мм½ .
Остаточная прочность в трещине σ тр.ост .
σ тр.ост
=
K 1c
π ( L / 2 + a1 )
, (5.1)
Значения К1-с
№ п/п
Материал
1
2
Д16Т
ВТ6
ВТ20
В95
ВНС-2,
ВНС-5
30ХГСН2А
3
4
5
Таблица
σв
МПа
400
800
1100
550
1250
1400
1750
К1с
МПа мм1/2
1000
10001300
350-400
14001500
860
Чем больше величина К1-с, тем больше допустимые напряжения,
при которых трещина начинает расти с критической скоростью К1-с.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 42
2009 год.
УСТАНОВКА СТОППЕРОВ
Ендогур
А.И.
Безопасно-повреждаемая конструкция лонжерона
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 43
2009 год.
ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ,
ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ДЕТАЛЕЙ
Ендогур
А.И.
Холодная штамповка
Штамповка бывает холодной и горячей.
Холодная штамповка деталей - из листового материала, профилей.
Трудоемкость изготовления деталей современного самолета холодной
штамповкой составляет до 20% от общей трудоемкости.
Выполнение отбортовок стенок согласно нормалей
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 44
2009 год.
ГОРЯЧАЯ ШТАМПОВКА
Ендогур
А.И.
Горячая штамповка позволяет получать детали с высокими
механическими свойствами сложной конфигурации, выгодно применять
при крупносерийном производстве. Габариты штампуемых деталей
зависят от мощности прессов.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 45
2009 год.
Ендогур
А.И.
ЛИТЬЕ
Методом литья рекомендуется изготавливать детали со
сложными криволинейными поверхностями, В литых деталях возможно
наиболее рациональное распределение материала по сечению,
которого нельзя достичь при других способах.
Недостатками литых деталей являются пониженные
механические свойства.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 46
2009 год.
МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
Ендогур
А.И.
Обработкой резанием изготавливают
детали, требующие высокой точности размеров.
Механической обработке подвергается более 30%
деталей самолета.
Механическая обработка – весьма невыгодный
технологический процесс из-за больших потерь
материала в стружку (в целом по стоимости – выгодный) .
Однако, благодаря применению станков с высокой
скоростью резания и программным управлением и
лазерных устройств, позволяющих отслеживать и
контролировать получаемые толщины и размеры до
сотых и тысячных долей миллиметра, количество
деталей, изготавливаемых механической обработкой, в
настоящее время значительно выросло.
Фрезерование листовой
обшивки самолётов
А330/340
Фрезерованная из плиты панель с
окантовкой люка.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 47
2009 год.
ХИМИЧЕСКОЕ ФРЕЗЕРОВАНИЕ
Ендогур
А.И.
Химическое фрезерование – травление поверхности детали в
жидкой среде, содержащей набор активных щелочей и кислот, дешевый
и производительный метод обработки больших поверхностей на малую
глубину. Химическое фрезерование, использующее активные щелочи и
кислоты – экологически вредное производство.
Переходы при изготовлении панели
методом химического фрезерования:
1 – исходная заготовка;
2 – первый переход;
3 – второй переход;
4 – третий переход (готовая деталь)
Панели обшивки, готовые к хим. фрезерованию.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 48
2009 год.
Ендогур
А.И.
ГИБКА
Минимально возможные радиусы R при гибе свободным краем
полки внутрь принимают R ≥ 6 H и полкой наружу – R ≥ 5 H.
Не рекомендуется гнуть профиль типа швеллера полками со свободным
краем внутрь.
Профили гнутых стрингеров
Профили прессованных профилей
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 49
2009 год.
ТЕХНОЛОГИЯ ОБЩЕЙ СБОРКИ
КОНСТРУКЦИЙ
Ендогур
А.И.
Заклепочные соединения
Заклепки работают на срез. Конструкция агрегатов должна
обеспечивать выполнение заклепочных соединений на
автоматизированном оборудовании.
Типы заклепок
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 50
2009 год.
УСТАНОВКА ЗАКЛЕПОК С ПОТАЙНОЙ
ГОЛОВКОЙ
Ендогур
А.И.
Установка потайных заклепок:
а) – утолщение обшивки;
б) – выштамповка обшивки под заклепку.
Заклепки с односторонним подходом.
а) – с вытяжным сердечником;
б) –высокого сопротивления срезу.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 51
2009 год.
Ендогур
А.И.
НАГРУЖЕНИЕ ЗАКЛЕПОК
Соединение листов, нагруженных растяжением и сдвигом.
Максимальный диаметр заклепки dз max в авиационных конструкциях
равен 6 мм, если необходимо больше, то ставят болт.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 52
2009 год.
МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ УСТАЛОСТНОЙ
ПРОЧНОСТИ ЗАКЛЕПОЧНОГО СОЕДИНЕНИЯ
Ендогур
А.И.
Создание диаметрального натяга:
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 53
2009 год.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАЗЪЕМНЫХ
БОЛТОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
1 – болт; 2 – гайка; 3 – шайба; 4 – шплинт
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Ендогур
А.И.
Параметры болтов
Слайд 54
2009 год.
КОНТРОВКА БОЛТОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 55
Ендогур
А.И.
2009 год.
Ендогур
А.И.
СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Особенности применения сварных
соединений
Хорошо свариваются алюминиевые сплавы
АК, АМц, АМг, АЛ9; алюминиево-литиевые сплавы
1210, 1410, 1460, стали 30ХГСА и 30ХГСНА,
титановые сплавы ОТ4, ВТ6, ВТ14, ВТ22, никелевые
сплавы 1Х18Н9Т и др.
Недостатком сварки являются остаточные
напряжения в сварном шве и деформации (поводки)
конструкции.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 56
2009 год.
ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ СВАРКА
Ендогур
А.И.
Сварка «встык»
Сварка «внахлестку»
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 57
2009 год.
ПРИВАРКА ГЕРМЕТИЧНЫХ ДНИЩ
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 58
Ендогур
А.И.
2009 год.
ТОЧЕЧНАЯ ЭЛЕКТРОСВАРКА
Ендогур
А.И.
Точечная электросварка может производиться точками
(ТЭС и роликом (РЭС).
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 59
2009 год.
Ендогур
А.И.
ЛАЗЕРНАЯ СВАРКА
Лазерная сварка – одна из многообещающих технологий сварки в авиа-космической
индустрии, позволяющая существенно уменьшить стоимость в производсте и массу
конструкции (не значительно).
Технология лазерной сварки наиболее подходит для сварки Т-образных соединений, т.е.
обшивка-стрингер, обшивка – кница и др. Скорость сварки – до 8 м/мин для соединений типа
обшивка-стрингер.
Лазерная сварка применяется в зонах с низким уровнем растягивающих напряжений в
полёте т.е. нижние панели фюзеляжа.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 60
2009 год.
ЛАЗЕРНАЯ СВАРКА, ПРИМЕНЕНИЕ НА
САМОЛЁТАХ AIRBUS
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 61
Ендогур
А.И.
2009 год.
Ендогур
А.И.
КЛЕЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Преимущества применение клеевых соединений
– малая масса соединения;
– малая стоимость;
– отсутствие концентрации напряжений;
– отсутствие ослабления сечения (отверстиями при клепке и внутренними
напряжениями при сварке);
– герметичность соединения;
– более чистая поверхность, чем при клепке и сварке.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 62
2009 год.
Ендогур
А.И.
ТЕХНОЛОГИЯ ОБЩЕЙ СБОРКИ
При проектировании конструкции конструктор должен четко представлять
себе, каким образом будет изготавливаться и собираться разрабатываемая им
конструкция планера самолета.
Определения понятий
РАЗЪЕМ – вид соединения, сборочных единиц, который позволяет
разъединить без повреждения основные или крепежные элементы конструкции.
СТЫК – вид соединения сборочных единиц, который не позволяет
разъединить их без повреждения основных или крепежных элементов
конструкции.
АГРЕГАТ – часть самолета, законченная в конструктивном и
технологическом отношении и выполняющая определенную функцию.
ОТСЕК – ЧАСТЬ АГРЕГАТА, образованная его поперечными разъемами
или стыками.
ЭЛЕКТРОННАЯ МОДЕЛЬ детали, отсека или агрегата – электронный
технический документ, содержащий полное геометрической описание конструкции
и другие данные, необходимые для их изготовления и контроля. На ее основе
может быть ЭЛЕКТРОННЫЙ ЧЕРТЕЖ.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 63
2009 год.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ЧЛЕНЕНИЕ
ФЮЗЕЛЯЖА САМОЛЕТА
Ендогур
А.И.
18
19
8,9
10
7
16
5
4
21
6
24
20
22
11
17
13
14
24
15
8,9
2
10
16
3
1
22
17
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 64
2009 год.
Ендогур
А.И.
СПОСОБЫ БАЗИРОВАНИЯ
Сборка узлов, панелей,
секций, отсеков и агрегатов
По базовым
отверстиям (СО)
С базированием
по отверстиям
От внутренней
поверхности
обшивки
С базированием
по поверхности
По поверхности
каркаса
С базированием
по отверстиям
По сборочным
отверстиям (СО)
По базовым
поверхностям
деталей
Наличие
сборочной
оснастки
С базированием
по поверхности
По разметке
Способы
базирования
Сборка с применением
сборочной оснастки
Сборка без применения
сборочной оснастки
От наружной
поверхности
обшивки
Наличие
сборочной
оснастки
Слайд 65
2009 год.
Классификация методов сборки
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ
Ендогур
А.И.
Допуски на размеры деталей и согласованные с ними
размеры сборочных осей или баз обеспечивают
взаимозаменяемость деталей.
Эксплуатационно-технологические разъемы
(обеспечивают взаимозаменяемость агрегатов и повышение
производительности труда.
Способ базирования – обеспечение заданного
положения детали или отсека или агрегата фюзеляжа с
применение сборочных баз, БО и СО.
Конструктору следует учитывать, что каждый
разъем или стык, так или иначе, влечет за собой
увеличения массы конструкции.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 66
2009 год.
СБОРКА С БАЗИРОВАНИЕМ ПО
ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ
Ендогур
А.И.
Базой при этом способе являются обводы деталей
и узлов собранного каркаса. В этом случае детали и
узлы (стрингеры, лонжероны, шпангоуты, стенки, бимсы)
имеют фиксированные допуски на размеры (+), (–), в
результате чего поверхность присоединенной
(притянутой) к каркасу обшивки готового агрегата может
иметь волнистость двойной кривизны, включая
возможные «хлопуны» – местные упругие выпуклости.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 67
2009 год.
СБОРКА С БАЗИРОВАНИЕМ ОТ НАРУЖНОЙ
ПОВЕРХНОСТИ ОБШИВКИ
Ендогур
А.И.
Базой являются обводы наружной поверхности обшивки. В этом случае применяют
конструктивные компенсаторы в виде дополнительных деталей, благодаря которым
собираемые детали могут устанавливаться по месту, отслеживая теоретический обвод.
Компенсаторами могут являться:
б) детали (части шпангоута) – пояса и стенки;
а) уголки и кницы;
шпангоут
уголок
Составные шпангоуты
в) Усиливающие накладки δн; профилированные
наборы компенсационных листовых прокладок δл.
вн
δл
Кница
Панель со
стрингерами
Соединение шпангоутов с обшивкой через
компенсаторы
Усиливающие накладки и компенсационные
листовые прокладки
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 68
2009 год.
Ендогур
А.И.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Применение конструктивных
компенсаторов, приводит, к дополнительным
элементам и разъемам, а, следовательно, к
увеличению массы конструкции.
Применение жестких допусков на
изготовление деталей, приводящих к отклонению
поверхности агрегатов от заданных
теоретических обводов, приводит к ухудшению
аэродинамических характеристик самолета.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 69
2009 год.
Сборка по базовым отверстиям
Ендогур
А.И.
Сборка по базовым отверстиям (БО) – процесс, при котором
взаимное расположение устанавливаемых элементов конструкции
определяется совмещением отверстий БО в деталях и СО в элементах
сборочного приспособлении.
Расположение БО на обшивке и шпангоуте
Узел установки шпангоута в
сборочном приспособлении
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 70
2009 год.
ЛАЗЕРНАЯ СИСТЕМА
ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ
При сборке сложных крупногабаритных
агрегатов используют лазерную систему
позиционирования.
Ендогур
А.И.
Использование лазерной системы
позиционирования для проверки правильности
сборки закрылка самолёта AIRBUS
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 71
2009 год.
КОНСТРУКЦИЯ НЕРЕГУЛЯРНЫХ ЗОН
ФЮЗЕЛЯЖА
Ендогур
А.И.
Гермокабина с сечениями
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 72
2009 год.
Ендогур
А.И.
ЗОНА ЦЕНТРОПЛАНА
Кессон
крыла
Обтекатель основных
опор шасси
ОЧК
ОЧК
Центроплан
Центроплан
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
ОЧК
Слайд 73
2009 год.
ЗОНА НИШИ ОСНОВНОГО ШАССИ
Ендогур
А.И.
Сечение отсека основных опор шасси
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 74
2009 год.
ЗОНА УБОРКИ ОСНОВНОГО ШАССИ
В НИШУ
Ендогур
А.И.
Главная опопра шасси балочной
кострукции с боковым складывающимся
подкосом
1 – амортизационная стойка;
2 – серьга стойки (в убранном положении);
3 – складывающийся подкос;
4 – распорная тяга;
5 – створка, закрывающая стойку в убранном положении;
6 – подъёмник;
7 – замок фиксации опоры в убранном положении;
8 – двухзвенник;
9 – ось колеса.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 75
2009 год.
Ендогур
А.И.
ЗОНА КРЕПЛЕНИЯ ОПЕРЕНИЯ
Киль
Стабилизатор
Створки заднего грузового
люка
Конструкция оперения с двигателем, расмоложенным
над хвостовой частью фюзеляжа
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 76
2009 год.
ПЕРЕСТАВНОЙ СТАБИЛИЗАТОР
Ендогур
А.И.
Конструктивно-силовые схемы переставного стабилизатора:
а – с прямоугольным центропланом (четыре точки подвески);
в – крепление стабилизатора к килю;
б – с тремя точками подвески;
г – установка стабилизатора на фюзеляже.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 77
2009 год.
ЗОНА ВЫРЕЗОВ ФЮЗЕЛЯЖА
Ендогур
А.И.
Зона установки и конструкция иллюминаторов
Багажные полки
Приклёпанные иллюминаторы
(первые экземпляры А380)
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Приклеенные иллюминаторы
(последующие экземпляры А380)
Слайд 78
2009 год.
КОНСТРУКЦИЯ ИЛЛЮМИНАТОРОВ
Ендогур
А.И.
2
1
7
3
5
4
3
9
8
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
1 – Корпус фюзеляжа;
2 – Чашка иллюминатора;
3 – Примжимное кольцо
иллюминатора;
4 – Воздушная прослойка;
5, 6, 7 – Блок иллюминатора;
8 – Герметик;
9 – Резиновый профиль.
Слайд 79
2009 год.
ВАРИАНТЫ КОНСТРУКЦИИ ДВЕРЕЙ И ЛЮКОВ
Ендогур
А.И.
Вариант конструкции люка
Варианты дверей, открывающихся внутрь
фюзеляжа и сдвигающихся
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 80
2009 год.
ЗОНЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ ГРУЗОВЫХ
ТРАПОВ
Ендогур
А.И.
Загрузка через
носовую часть
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 81
2009 год.
КОНСТРУКЦИЯ ГРУЗОВОГО ТРАПА
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 82
Ендогур
А.И.
2009 год.
ТИПОВАЯ КОМПОНОВКА ГРУЗОВОГО
САМОЛЕТА
Ендогур
А.И.
Грузовая кабина
Грузовая дверь
Грузовой люк
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 83
2009 год.
СХЕМЫ ЗАГРУЗКИ ГРУЗОВОГО ОТСЕКА
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 84
Ендогур
А.И.
2009 год.
ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ
ФЮЗЕЛЯЖЕЙ ГРУЗОВЫХ САМОЛЕТОВ
Ендогур
А.И.
1. Наличие мощного грузового пола (нагрузка на пол 1100…6000 даН/м2) с
направляющими (роликовым конвейером и рельсами с регулируемой колеей под
стандартные размеры) для загрузки и перемещения грузов и контейнеров.
2. Освобождение конструкции салона фюзеляжа от излишнего слоя звуко-тепло
изоляции и внутренних дизайнерских панелей интерьера.
3. Большое количество размеров и форм стандартных контейнеров, позволяющие
плотно располагать их в различных по ширине и высоте грузовых салонов (в том
числе полученных после модификации пассажирских самолетов в грузовые).
4. Разработка стандартных элементов, укрепляемых на силовых элементах пола
для закрепления или улавливания открепившихся грузов в нестандартных
ситуациях (сети, фалы, ограничители передвижения).
5. Возможность располагать большие грузовые двери (вырезы) с двух сторон
фюзеляжа самолета для быстроты загрузки и разгрузки. В пассажирских
самолетах грузовые двери располагают с левой стороны по движению.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 85
2009 год.
ТИПЫ СТАНДАРТНЫХ ГРУЗОВЫХ КОНТЕЙНЕРОВ Ендогур
А.И.
И ПОДДОНОВ
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 86
2009 год.
Ендогур
А.И.
The content of that document is the property of ECAR.
It is confidentially provided and the industrial secret
related to its content must be protected. In any case, it
cannot be used to other purpose that the one it is
provided to and all information of its content cannot be
disseminated to non authorised people. It cannot be
partially or globally reused without the written approval
of ECAR.
Курс «Проектирование авиационных конструкций», Часть 4
Слайд 87
2009 год.