багажный отсек самолета

Формула изобретения

БАГАЖНЫЙ ОТСЕК САМОЛЕТА, содержащий стрингеры, шпангоуты и обшивку, отличающийся тем, что шпангоуты и стрингеры отсека выполнены из профиля, имеющего треугольное сечение, а обшивка выполнена из отдельных прямоугольных листов размерами, соответствующими расстоянию между соседними стрингерами и шпангоутами, прикрепленных к ним заклепочным швом так, что на переднем по направлению полета крае каждого листа заклепки установлены с шагом в два раза меньшим, чем в заклепочных швах других трех сторон.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к самолетостроению и может быть использовано для разработки более живучих конструкций летательных аппаратов.

При взрыве некоторого заряда внутри фюзеляжа самолета могут произойти разрушения конструкции, приводящие к катастрофе. Для гражданских самолетов возможность взрыва связана с наличием в багаже взрывчатых веществ (ВВ). Для повышения живучести аппарата при проектировании багажного отсека необходимо учитывать возможность взрыва в этом отсеке.

Известны багажные отсеки непассажирских самолетов которые образованы свободными от оборудования, агрегатов и систем объемами фюзеляжа.

Недостатком таких отсеков с точки зрения живучести является то, что они изначально не проектируются как специализированные, способные воспринимать взрывную нагрузку. Конструктивные особенности этих отсеков не могут учесть всей специфики перевозимого груза, в частности, возможность взрыва заряда ВВ.

Известна конструкция транспортного самолета АН-26, предназначенного для перевозки грузов, багажа, техники.

Недостатком такой конструкции является то, что в случае переоборудования ее для перевозки людей, не предусмотрено формирование специального отсека для багажного отделения.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является конструкция багажно-грузового отсека самолета ИЛ-18, расположенная между шпангоутами хвостовой части фюзеляжа. Стенки отсека образованы продольно-поперечным набором из шпангоутов и стрингеров фюзеляжа. Снаружи этот набор покрыт обшивкой, образованной большими листами, установленными внахлест и скрепленными с силовым набором заклепками. Продольные ряды заклепок установлены на стрингеры, поперечные - на шпангоуты, при этом имеется несколько продольных и поперечных рядов заклепок на плоскости одного листа обшивки.

Недостатком такого отсека является то, что будучи отдельной конструктивной единицей фюзеляжа, он не локализует ударную нагрузку, возникающую при взрыве заряда ВВ внутри отсека. Стрингеры, шпангоуты и обшивка являются частью всей силовой конструкции фюзеляжа и ударная нагрузка передается по всему фюзеляжу. При этом силовые элементы фюзеляжа проектируются без учета воздействия на них продуктов взрыва. В результате такого воздействия происходит сильная деформация (изгиб) этих элементов, либо даже их разрушение.

Кроме того, листы обшивки, прикрепленные к силовому набору, под воздействием ударной волны разрываются, в них распространяются трещины. Разорванные листы вследствие больших размеров разрывов резко ухудшают аэродинамические характеристики самолета. Сама же обшивка под воздействием скоростного напора подвержена дальнейшему разрушению.

Таким образом, процесс разрушения усугубляется и живучесть самолета резко падает.

Технической задачей изобретения является сохранение работоспособности и ремонтопригодности самолета при взрыве в багажном отсеке путем локализации взрыва внутри отсека.

Это достигается тем, что в багажном отсеке самолета, содержащем стрингеры, шпангоуты и обшивку, шпангоуты и стрингеры отсека выполнены из профиля, имеющего треугольное сечение, а обшивка выполнена из отдельных прямоугольных листов, размерами, соответствующими расстоянию между соседними стрингерами и шпангоутами и прикрепленных к ним заклепочным швом, таким образом, что на переднем по направлению полета крае каждого листа заклепки установлены с шагом в два раза меньшим, чем в заклепочных швах других трех сторон.

На фиг. 1 изображен багажный отсек; на фиг. 2 - характер крепления обшивки отсека; на фиг. 3 - сечение элемента силового набора отсека (НП обозначает направление полета).

Отсек представляет собой отдельную сборочную единицу, состоящую из элементов продольно-поперечного силового набора - шпангоутов 1, стрингеров 2 и обшивки 3, составленной из отдельных малогабаритных прямоугольных листов, закрывающих соответствующие ячейки силового набора. Отсек ограничен передним 4 и задним 5 днищами.

Обшивка отсека, состоящая из отдельного листа 6, закреплена на шпангоутах и стрингерах 2 заклепками 7 и 8. Ряд заклепок 8, фиксирующий лист по передней (относительно направления полета) кромке, выполнен с шагом между заклепками в 2 раза меньшим, чем в рядах 7, фиксирующих лист по другим трем сторонам.

Элементы силового набора выполнены из профиля, имеющего треугольное сечение.

Конструкция работает следующим образом.

При взрыве заряда ВВ внутри отсека взрывная волна и продукты взрыва воздействуют на элементы силового набора и обшивку. В соответствии с предлагаемой силовой схемой отсека происходит локализация взрыва внутри отсека, нагрузка от ударной волны воспринимается силовыми элементами багажного отсека. При этом толщина переднего 4 и заднего 5 днища отсека рассчитывается с учетом внутреннего избыточного давления при взрыве ВВ.

Воздействие взрыва на треугольное сечение (по стрелке Б), в значительной степени ослабляется тем, что более острый угол обращен навстречу взрыву. В этом случае происходит плавное обтекание силового элемента продуктами взрыва, и его лобовое сопротивление является незначительным. Это позволяет снизить нагрузку от продуктов взрыва на силовой набор. Воздействующее изнутри на обшивку давление продуктов взрыва отрывает лист 6 обшивки по заклепочным швам 7.

Вследствие усиленного крепления листа по передней кромке продукты взрыва отрывают лист по боковым и задней кромке. По передней кромке лист не отрывается. Ограниченные размеры листа предотвращают передачу разрушения на соседние листы. Кроме того, фиксированный по переднему краю лист 1 под действием скоростного напора будет прижиматься к отсеку и тем самым, сохранится удовлетворительное обтекание фюзеляжа потоком воздуха. (56) Черненко Ж. С. , Лагосюк Г. С. , Горовой Б. И. Самолет АН-26. Конструкция и эксплуатация. М. : Транспорт, 1977, с. 5.

Кузнецов А. Н. и др. Самолет ИЛ-18. М. : Транспорт, 1974, с. 13.