КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ШИРОКОФЮЗЕЛЯЖНЫХ САМОЛЕТОВ

Широкофюзеляжные самолеты отличают крупные габариты, высокая надежность и экономичность в эксплуатации.

Для достижения высокой надежности и экономичности крупногабаритных самолетов особое внимание уделялось технологии производства и технологичности конструкций. Один из руководителей фирмы «Боинг» Д. Саттер заявил: «Достижения в области технологии производства стимулировали усовершенствования конструкции с тех пор, как была начата эксплуатация первого поколения гражданских самолетов».

Основные данные широкофюзеляжных самолетов США приводятся в табл. 2.1. В табл. 2.2 для сравнения приведена конструктивно-технологическая характеристика широкофюзеляжных самолетов США и европейского аэробуса А-300В.

Для широкофюзеляжных самолетов США наиболее характерны следующие конструктивно-технологические особенности: неразъемная конструкция крыла; крупные габариты панелей крыла и фюзеляжа;

большой удельный вес панелей сотовой клееной конструкции; применение листовых многослойных клееных конструкций; упрочнение всех силовых элементов; широкое использование титановых сплавов; относительно большой процент стеклопластиковых деталей; сборка предварительно напряженных конструкций; установка крепежных болтов с большим натягом, относительно «большое количество конических болтов.

Заслуживает внимания методика конструктивно-технологического обеспечения высокого ресурса силовых элементов широкофюзеляжных самолетов На рис. 2.1 приведена типовая схема осуществления этой методики, на рис. 2.2 — пример реализации этой схемы применительно к изготовлению кессона крыла самолета В-747.

Самолет В-747. Конструкцию самолета отличает широкое использование титана (более 3860 кг в планере) и слоистых панелей с сотовым заполнителем как из стеклопластика, так и из легких сплавов. Панели с состовым заполнителем покрывают половину площади крыла и хвостового оперения.

На самолете применено 250 м2 панелей с сотовым заполнителем из алюминиевых сплавов, 350 м2 — из стеклопластика и 400 м2 — из полиамидной бумаги «Номекс».

Вся центральная секция фюзеляжа, сконструрированная и изготовленная фирмой «Нортроп», имеет обычную конструкцию из шпангоутов и стрингеров с листовой обшивкой, усиленной сварными или клепаными накладками. Вокруг дверей и фонаря кабины экипажа имеются титановые усиливающие панели.

Крыло самолета В-747 — цельное от корневой до концевой части, без технологических разъемов. Обшивка нижней поверхности кессона и стрингеры изготовлены из сплава 2024, обшивка верхней поверхности, стрингеры, лонжероны и шпангоуты — из алюминиевого сплава 7075. Максимальные размеры панелей фюзеляжа 2,4х Хб,7 м, крыла 2,5Х30м. Длина стрингеров крыла до 32 м. Большинство крепежных деталей диаметром более 6,4 мм представляет собой конические винты или болты.

При изготовлении крыла широко использованы панели с сотовым заполнителем, в том числе и из стеклопластика. Панели с сотовым заполнителем из алюминия используют для таких деталей и агрегатов, как интерцепточы, капоты, носок киля и хвостовые части щитков.

Самым круглым узлом, выполненным из титана, является балка шасси, крепящаяся одним концом к шпангоуту центральной части фюзеляжа, а другим — к шарниру на заднем лонжероне крыла.

Хвостовое оперение представляет собой лонжеронно-стрингерную конструкцию из легкого сплава с обшивкой из слоистых панелей; поверхности управления состоят из обшивки с сотовым заполнителем и нервюр из листа.

Основные стойки шасси изготовлены из модифицированной стали 4340. Титановый сплав использован для изготовления высоко-прочных узлов и соединений, работающих на кручение.

Самолет DC-10. Крыло самолета DC-10 выполнено без разъе- ; мов. Оно представляет собой обычную двухлонжеронную конструкцию крыла-бака с нервюрами и обшивкой из алюминиевых сплавов; 2024 и 7075. Максимальный размер обшивок крыла 2,5X20 м тол- J тиной от 12,7 до 3,2 мм.

Фюзеляж — обычной конструкции из шпангоутов и стрингеров с листовой обшивкой. Шпангоуты хвостовой части фюзеляжа из катаных и прессованных профилей, изготовленных из алюминиевых сплавов 2024 и 7075. Шпангоуты средней части фюзеляжа изготов- J лены из титанового сплава Ti—6 А1—4V. Из этого же сплава изготовлены направляющие двухщелевых закрылков, предкрылок и бо- I лее половины деталей крепежа (масса деталей из титановых оплавов составляет 3% от массы конструкции).

Хвостовое оперение по конструкции аналогично крылу.

На самолете применено 100 м2 панелей с сотовым заполнителем I из алюминиевых сплавов, 50 м2 — из стеклопластика и 300 м2 — 1 с бумажным заполнителем «Номекс». Применен также бальзовый I заполнитель. 1

Самолет L-1011. Одной из характерных особенностей самолета i является широкое применение клеевых соединений. Фюзеляж самолета представляет собой оболочку полумонококовой конструкции диаметром около 6 м. Клеевое соединение используется по всей длине герметизированной части (46 м) для присоединения усиливающих двойных и тройных накладок вокруг вырезов в обшивке. Вырезы в обшивке окон в пассажирских салонах выполняют после полного изготовления фюзеляжа, перед отправкой его на окончательную сборку. Максимальный размер клееных панелей фюзеляжа 4,6X11,5 м толщиной от 0,8 до 12,7 мм. Обшивка и стрингеры поддерживаются шпангоутами из листового металла, расположенными на расстоянии примерно 0,5 м друг от друга. Основной конструкционный материал — алюминиевый сплав 2024. Усиливающие ленты на панелях фюзеляжа выполнены из титанового сплава.

Крыло-бак кессонной конструкции, неразъемное по длине. Верхняя и нижняя обшивка из алюминиевого сплава 7075. Длина механически обрабатываемых панелей крыла — до 24,4 м, толщина — до 12,7 мм. Длина стрингеров — до 28 м.

Крепежные детали по крылу, хвостовому оперению и фюзеляжу устанавливаются с натягом, на жидком герметике.

На самолете применены 70 м2 панелей с сотовым заполнителем из алюминиевых сплавов, 50 м2 — из стеклопластика и 300 м2 — из бумаги «Номекс». Площадь клееных обшивок составляет 500 м2.

Белянин П. Н. Производство широкофюзеляжных самолетов в США — М.: Машиностроение, 1979.