0

Фюзеляж самолета состоит из каркаса и обшивки. Существуют фюзеляжи трех типов: ферменные, силовой каркас которых представляет собой пространственную ферму; балочные - их силовой каркас образован продольными и поперечными элементами и работающей обшивкой; смешанные, у которых передняя часть является ферменной, а хвостовая - балочной или наоборот.

Ферменные фюзеляжи. Как было указано выше, силовой частью ферменного фюзеляжа является каркас, представляющий собой пространственную ферму. Стержни фермы работают на расстяжение или сжатие, а обшивка служит лишь для придания фюзеляжу обтекаемой формы. Ферма образована (рис. 50) лонжеронами, расположенными на всей длине или части длины фюзеляжа, стойками и раскосами в вертикальной плоскости, распорками и расчалками в горизонтальной плоскости и диагоналями.

Вместо жестких раскосов и диагоналей широко практикуется установка проволочных или ленточных расчалок.

К каркасу фермы крепятся узлы, которые служат для присоединения к фюзеляжу крыла, оперения, шасси и других частей самолета. Фермы фюзеляжа, как правило, изготовляются сварными из труб и реже клепанными из дюралюминиевых профилей. Обшивка выполняется из полотна, фанеры или листов дюралюминия. Обтекаемую форму ферменному фюзеляжу придают специальные несиловые надстройки - обтекатели, называемые гаргротами.

Основными преимуществами ферменных фюзеляжей перед балочными являются простота изготовления и ремонта, удобство монтажа, осмотра и ремонта оборудования, размещенного в фюзеляже.

К недостаткам относятся несовершенство аэродинамических форм, малая жесткость, малый срок службы, невозможность полностью использовать внутренний объем для размещения грузов. В настоящее время ферменные конструкции применяются редко и в основном для легких самолетов.

Балочные фюзеляжи представляют собой балку обычно овального или круглого сечения, в которой на изгиб и кручение работают подкрепленная обшивка и элементы каркаса. Встречаются три разновидности балочных фюзеляжей: лонжеронно-балочный, стрингерно-балочный (полумонокок), скорлупно-балочный (монокок). Балочные конструкции фюзеляжей выгоднее ферменных, так как силовая часть у них образует обтекаемую поверхность, причем силовые элементы размещаются по периферии, оставляя внутреннюю полость свободной. Это дает возможность получить меньший мидель; жесткая работающая обшивка обеспечивает получение гладкой неискажаемой поверхности, что приводит к уменьшению лобового сопротивления. Балочные фюзеляжи выгоднее и в весовом отношении, так как материал конструкции более удален от нейтральной оси и, следовательно, лучше используется, чем у фюзеляжей ферменной конструкции.

Каркас лонжеронно-балочного фюзеляжа образуют лонжероны, стрингеры и шпангоуты. Каркас обшит дюралюминиевыми листами (обшивкой).

Каркас стрингерно-балочного фюзеляжа (рис. 51) состоит из часто поставленных стрингеров и шпангоутов, к которым

крепится металлическая обшивка большей, чем у лонжеронно-балочных фюзеляжей, толщины.

Скорлупно-балочный фюзеляж (рис. 52) не имеет элементов продольного набора и состоит из толстой обшивки, подкрепленной шпангоутами.

В настоящее время преобладающим типом фюзеляжей является стрингерно-балочный.

Стрингеры - это элементы продольного набора каркаса фюзеляжа, которые связывают между собой элементы поперечного набора - шпангоуты. Стрингеры воспринимают главным образом продольные силы и подкрепляют жесткую обшивку. По конструктивным формам стрингеры фюзеляжа подобны стрингерам крыла. Расстояние между стрингерами зависит от толщины обшивки и колеблется в пределах 80-250 мм. Размеры сечения стрингеров изменяются как по периметру контура, так и по длине фюзеляжа в зависимости от характера и величины нагрузки на каркас фюзеляжа.

Лонжероны - это также элементы продольного набора каркаса фюзеляжа, которые, работая на сжатие-растяжение, воспринимают (частично) моменты, изгибающие фюзеляж. Как видно по задачам и условию работы, лонжероны фюзеляжа подобны стрингерам.

Конструктивное выполнение лонжеронов чрезвычайно разнооб

разно. Они представляют собой гнутые или прессованные профили различных сечений, на самолетах большой грузоподъемности склепываются из нескольких профилей и листовых элементов.

Шпангоуты являются элементами поперечного набора фюзеляжа, они придают фюзеляжу заданную форму поперечного сечения, обеспечивают поперечную жесткость, а также воспринимают местные нагрузки.

В ряде случаев к шпангоутам крепятся перегородки, разделяющие фюзеляж на ряд отсеков и кабин.

Шпангоуты разделяются на нормальные и силовые. Силовые шпангоуты устанавливаются в местах приложения сосредоточенных нагрузок, например в местах крепления крыла к фюзеляжу, стоек шасси, частей оперения и т. п.

Нормальные шпангоуты (рис. 53) собираются из дуг, штампованных из металлического листа. Сечение нормальных шпангоутов чаще всего швеллерное, иногда Z-образное и реже тавровое. Силовые шпангоуты склепываются из отдельных профилей и листовых элементов. Иногда такие шпангоуты выпрессовываются на мощных прессах из алюминиевого сплава.

Расстояние между шпангоутами обычно колеблется в пределах 200-650 мм.

Обшивка выполняется из листов дюралюминия или титана различной толщины (от 0,8 до 3,5 мм) и крепится к элементам каркаса заклепками либо приклеивается. Листы обшивки соединяются между собой по стрингерам и шпангоутам или встык, или внахлест, без подсечки. В последнем случае каждый передний лист перекрывает нижний. Типовое соединение обшивки со стрингерами и шпангоутами показано на рис. 53.

Вырезы в обшивке фюзеляжа балочного типа резко уменьшают прочность конструкции. Поэтому для сохранения необходимой прочности обшивку у вырезов подкрепляют усиленными стрингерами и усиленными шпангоутами. Небольшие вырезы окантовываются кольцами из материала большей толщины, чем обшивка, иногда необходимая жесткость обеспечивается отбортовкой отверстия.

Фюзеляжи самолетов небольших размеров делают, как правило, неразъемными. У более крупных самолетов для упрощения производства, ремонта и эксплуатации фюзеляж расчленяют на несколько частей. Соединение частей фюзеляжа зависит от его конструктивной схемы. Соединение ферменных фюзеляжей производится стыковыми узлами, установленными на лонжеронах,

у балочных фюзеляжей крепление производится по всему контуру разъема.

На рис. 54 показаны типовые технологические разъемы фюзеляжа транспортного самолета. Фюзеляж состоит из трех частей, причем каждая из частей в свою очередь образована панелями, представляющими участки обшивки с элементами продольного набора. Панели, соединяясь со шпангоутами, собираются окончательно в сборочном стапеле. Соединение панелей неразъемное и производится заклепочным швом, отдельные части фюзеляжа соединяются болтами по всему периметру разъема. Стыковка осуществляется через фитинги, прикрепленные к стрингерам фюзеляжа (рис. 55).

Пол в кабинах самолета обычно рассчитывают на максимальную распределенную статическую нагрузку. На пассажирских самолетах эта нагрузка не превышает 500 кГ/м 2 , на грузовых достигает 750 и более кГ/м 2 . Каркас пола состоит из набора продольных и поперечных балок, стрингеров и соединяющих узлов.

Поперечный набор пола состоит из нижних балок шпангоутов. Пояса этих балок изготавливаются из фрезерованных или штампованных профилей. Панели, закрывающие каркас, изготавливают из листов прессованной фанеры толщиной 10-12 мм, из дюралюминиевых листов, усиленных прикрепленными снизу профилями

уголкового и швеллерного сечений или гофром из прессованных листов алюминиевого или магниевого сплава с последующей механической или химической обработкой. Для предупреждения скольжения панели пола имеют рифленую или шероховатую поверхность, а в некоторых случаях покрываются пробковой крошкой. На полу установлены гнезда для крепления пассажирских кресел, а на грузовых самолетах- кольца для крепления перевозимых грузов.

Окна пассажирской кабины делают прямоугольной или круглой формы. Все окна кабины, как правило, имеют двойные органические стекла. Очень часто в герметических кабинах внутреннее стекло является основным работающим стеклом и принимает на себя нагрузку от избыточного давления в кабине. Только в случае разрушения внутреннего стекла наружное стекло начинает воспринимать избыточное давление. Межстекольное пространство через осушительную систему, предотвращающую стекла от запотевания и замерзания, связано с полостью гермокабины. Уплотнение остекления выполняется с помощью мягкой морозоустойчивой резины, иногда - невысыхающей замазкой.

Застекленная часть фюзеляжа, обеспечивающая обзор экипажу, называется фонарем. Форма фонарей, их размещение и размеры выбираются из соображения обеспечения наилучшего обзора и наименьшего сопротивления. На рис. 56 показаны внешний вид фонаря штурмана и внешний вид фонаря кабины экипажа. Угол наклона козырька фонаря принимают равным 50-65° (в зависимости от величины V макс). Лобовые стекла фонаря, как правило, оборудуются электрообогревом для предотвращения их обледенения в полете. Фонарь состоит из каркаса, отлитого или отштампованного из алюминиевого или магниевого сплавов, и стекол. Стекла крепятся к каркасу болтами и прижимаются дюралюминиевой лентой. Герметизация стекол осуществляется резиновой прокладкой, уплотнительной лентой и замазкой (рис. 56, в).

Вырезы под входные двери транспортных самолетов чаще всего располагаются на боковой поверхности фюзеляжей, но в некоторых случаях устанавливаются и в нижней части. Ширина двери обычно не превышает 800 мм, а высота - 1 500 мм. Выбор размеров грузовых дверей (люков) и их размещение производятся с учетом габаритов грузов и минимальной затраты времени на загрузку (разгрузку) самолета. Открываются двери внутрь кабины либо сдвигаются вверх или в сторону. Двери делают обычно в виде клина, основанием которого является внутренняя поверхность створки двери. Избыточное давление в герметизированном фюзеляже прижимает створку двери к ее основанию. В закрытом положении дверь запирается замком. При открытой двери в кабине экипажа загорается сигнальная лампочка.

Вырезы под двери усиливаются установкой в месте выреза более мощных шпангоутов и стрингеров, установкой дополнительной обшивки. Окантовка дверей входит в силовой каркас фюзеляжа. Дверь - металлическая, состоит, как правило, из отштампованной из листового дюралюминия чаши, подкрепленной каркасом. Герметизация дверей осуществляется с помощью резиновых профилей.

Многие современные самолеты летают на больших высотах и для обеспечения нормальной жизнедеятельности людей, находящихся на борту такого самолета, потребовалось создание в кабинах необходимого давления. Кабина самолета, внутри которой в полете поддерживается повышенное (по сравнению с атмосферным) давление воздуха, называется герметической. Герметическая кабина, выполненная в виде обособленного силового агрегата и установленная в фюзеляже без включения ее в силовую схему, называется подвесной. Размеры такой кабины не зависят от размеров и обводов фюзеляжа, и поэтому она может быть выполнена с наивыгоднейшими с точки зрения прочности формами и минимальных размеров. Кабины пассажирских самолетов, как правило, представляют собой герметизированный отсек фюзеляжа и полностью включены в его силовую схему. Подобная кабина работает как сосуд под действием внутреннего давления, а также подвергается изгибу и кручению, как и обычный фюзеляж. По соображениям прочности наилучшей формой сооружения, нагруженного изнутри избыточным давлением, является шар, но в связи с несоответствием формы фюзеляжа и неудобствами размещения в такой кабине экипажа и пассажиров стремятся придать кабине форму цилиндрической оболочки, закрытой по концам сферическими днищами. Переход с цилиндрических стенок на днище по возможности должен быть плавным без переломов. При наличии переломов днище, нагруженное избыточным давлением, сжимает стенки цилиндра в направлении радиусов и тогда в этом месте необходимо ставить усиленный шпангоут. Особенно сильно нужно подкреплять плоские днища.

Для сохранения в кабине избыточного давления необходимо обеспечить ее герметичность. Разумеется, обеспечить полную герметичность кабины очень трудно, поэтому допускается некоторая утечка воздуха из кабины, не снижающая безопасности полета. Критерием герметичности может служить время падения давления с величины рабочего избыточного до значения 0,1 кГ/см 2 . Это время должно быть не менее 25-30 мин.

Герметизация кабин достигается: герметизацией обшивки и остекления люков и дверей, выводов из кабин тяг, тросов, валиков управления самолетом и двигателями, электропроводки, трубопроводов гидросистем и т. п.

Герметизация листов обшивки в месте их соединения и крепления к элементам каркаса фюзеляжа достигается применением многорядных швов, установкой специальных уплотнительных лент, закладываемых между листами обшивки и каркаса. С внутренней стороны кабины заклепочные швы покрываются герметизирующими замазками. Герметизация входных дверей, загрузочных люков, запасных выходов, подвижных частей фонаря, окон (остекления) и т. п. осуществляется резиновыми профилями и прокладками. Применяются следующие способы герметизации: уплотнение типа «нож по резине»; уплотнение резиновой прокладкой, имеющей сечение трубы; уплотнение с помощью пластинчатого клапана; уплотнение резиновой трубкой, надуваемой воздухом.

Люки и двери, открывающиеся внутрь кабины, герметизируются по первым трем указанным способам. При герметизации с помощью пластинчатого клапана полосу из пластинчатой резины укрепляют с внутренней стороны по контуру выреза, тогда избыточное давление прижимает края клапана к люку и тем самым герметизируются щели.

Сложней загерметизировать люки, открывающиеся наружу и имеющие относительно большие размеры, так как внутреннее избыточное давление будет отжимать люк. Такие люки герметизируются чаще всего резиновой трубкой, надуваемой воздухом.

Гермовыводы тяг и тросов управления, электрических проводов и других элементов существуют трех типов: одни из них рассчитаны на обеспечение возвратно-поступательного движения, другие обеспечивают герметизацию вращательного движения, а третьи герметизируют неподвижные детали.

Для обеспечения герметичности тяг с возвратно-поступательным движением часто используют гофрированный резиновый шланг цилиндрической или конической формы либо делают устройство, состоящее из корпуса, отлитого из магниевого сплава с запрессованными бронзовыми втулками, в которых перемещаются стальные тяги. Между тягами и втулками имеются войлочные и резиновые уплотнения. Внутренняя полость корпуса через специальное отверстие забивается консистентной смазкой.

Тросы герметизируются резиновыми пробками, имеющими сквозные отверстия диаметром меньшим, чем диаметр троса, и продольный разрез, позволяющий надевать пробку на трос. Для уменьшения силы трения трос на всей длине его хода покрывается незамерзающей смазкой, содержащей графит. Герметизация деталей, передающих вращательное движение, осуществляется резиновыми уплотнительными кольцами. Герметизация трубопроводов производится с помощью специальных переходников, закрепленных на гермоперегородке. К переходнику с одной и другой стороны при помощи накидных гаек крепятся трубопроводы. Электропроводка герметизируется при помощи специальных электровводов.

Используемая литература: "Основы авиации" авторы: Г.А. Никитин, Е.А. Баканов

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера.

Монокок

Моноко́к

(фр. monocoque) тип корпуса, конструкции самолета, характеризующийся жесткой обшивкой, подкрепленной поперечными и продольными наборами - каркасом.

Новый словарь иностранных слов.- by EdwART, , 2009 .

Монокок

[фр. monocoque ] – одна из основных частей конструкции самолёта – хорошо обтекаемая пустотелая балка с жёсткой деревянной или металлический обшивкой, к которой крепятся крылья, хвостовое оперение, двигатель, шасси и др.

Большой словарь иностранных слов.- Издательство «ИДДК» , 2007 .

Монокок

а, м. (фр. monocoque греч. mоnоs один + фр. coque корпус).
ав. Тип корпуса самолета, характеризующийся жесткой обшивкой с использованием поперечных и продольных крепежных элементов, образующих каркас.

Толковый словарь иностранных слов Л. П. Крысина.- М: Русский язык , 1998 .

Синонимы :

Смотреть что такое "монокок" в других словарях:

монокок - а, м. monocoque adj. Монокок. Тип самолет, который представляют собой монолитную (цельную), составляющую как бы одно целое скорлупу, склеенную из полос фанеры в виде сигары. 1925. Вейгелин Сл. авиа. Что такое фюзеляж типа монокок? Фюзеляж (корпус … Исторический словарь галлицизмов русского языка

- (английский, французкий monocoque, от греческого monos один, единый и французский coque, буквально скорлупа, оболочка) конструкция фюзеляжа или его хвостовой балки, мотогондолы и т. п. круглого, овального или другого сечения, состоящая из толстой … Энциклопедия техники

Сущ., кол во синонимов: 1 балка (55) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

LFG Roland C.II, Германия, 1916 один из первых самолётов с фюзеляжем монокок в чистом виде … Википедия

монокок - монок ок, а (авиа) … Русский орфографический словарь

монокок - (2 м); мн. моноко/ки, Р. моноко/ков … Орфографический словарь русского языка

Обшивка образует внешнюю поверхность крыла. От качества поверхности крыла в определенной степени зависят его аэродинамические характернее тики. В современном самолетостроении преимущественное распространение получила жесткая металлическая обшивка, как наиболее полно удовлетворяющая требованиям аэродинамики, прочности, жесткости м массы. Металлическая обшивка чаще всего выполняется из листов. Толщина ее колеблется от 0,5 мм в очень мало нагруженных местах у конца крыла до 4…6 мм и даже больше в сильно нагруженных местах в корневых сечениях.

Наибольшее распространение на современных самолетах получила обшивка из высокопрочных алюминиевых сплавов. На самолетах, летающих на больших сверхзвуковых скоростях (М>2), применяется обшивка из жаропрочных сталей и титановых сплавов, не теряющая своих механических свойств при повышенных температурах в условиях аэродинамического нагрева конструкции.

Соединение листов обшивки друг с другом может производиться внахлестку, внахлестку со снятой кромкой, внахлестку с подсечкой и встык. Наиболее простым является соединение внахлестку, но оно вызывает наибольшее аэродинамическое сопротивление. Для уменьшения сопротивления применяют стык внахлестку со снятой кромкой и стык внахлестку с подсечкой.

Последний стык может производиться только для тонких листов толщиной в 0,5…1 мм. Наилучшим в аэродинамическом отношении и получившим по этому наибольшее распространение на современных самолетах является соединение встык, хотя здесь и приходится ставить как минимум двух рядный заклепочный шов, тогда как в других схемах можно обойтись и однорядным швом Рядность шва определяется действующими нагрузками.

Стыки обшивки осуществляются по элементам каркаса: лонжеронам, стрингерам и нервюрам. В настоящее время для крепления обшивки применяется потайная клепка. Отверстия на наружной поверхности зенкуются под закладную головку потайной заклепки. При клепке очень тонких листов толщиной 0,5…0,6 мм отверстия под закладную головку заклепки могут подштамповываться. В этом случае подштамповываются или зенкуются отверстия и в элементах тех деталей, к которым приклепывается такая обшивка.

На современных самолетах широко применяется слоистая обшивка, состоящая из двух несущих слоев, соединенных между собой легким заполнителем. Несущие слои обшивки изготавливаются чаще всего из алюминиевых листов. Заполнитель может быть сотовым, пористым или выполняться из гофрированного листа. Сотовый заполнитель изготавливается из металлической фольги толщиной 0,03…0,02 мм. Ленты фольги гофрируются и соединяются между собой путем склейки, пайки или точечной сварки.

Вид сотов зависит от формы гофра. Сотовый заполнитель может изготавливаться и из гофрированных пластмассовых лент, склеиваемых между, собой. Пористый заполнитель изготавливается из пористых пластмасс, имеющих малую плотность. Обшивка с.заполнителем из гофрированного листа хорошо воспринимает нагрузки, направление которых совпадает с направлением гофра.

Несущие листы-обшивки приклеиваются к заполнителю, а металлические листы могут и припаиваться к металлическому заполнителю. На крыльях сверхзвуковых самолетов, подверженных большому аэродинамическому нагреву, несущие слои обшивки могут изготавливаться из титановых листов или из листов жаропрочной стали, а сотовый заполнитель — из фольги этого же материала.

Слоистая обшивка имеет целый ряд преимуществ в сравнении с однослойной. Слоистая обшивка имеет большую поперечную жесткость, а следовательно, и высокие критические напряжения. Так, при толщине несущего слоя 5/2 = 1 мм и при h = 10 мм, это отношение равно 75, а при h = 20 мм — 300. Примерно в таком же отношении повышается и поперечная жесткость. По этой причине слоистая обшивка не нуждается в частом стрингерном наборе, позволяет значительно уменьшить чисел нервюр.

Крыло со слоистой обшивкой может оказаться легче крыла с однослойной обшивкой, подкрепленной стрингерами. Качество поверхности крыша со слоистой обшивкой из-за отсутствия заклепочных швов получается более высоким. Слоистая обшивка обладает хорошими теплоизоляционными свойствами, что делает выгодным ее применение на подверженных большому аэродинамическому нагреву крыльях сверхзвуковых самолетов, внутренние объемы которые заняты горючим.

Но слоистая обшивка имеет и большие недостатки. Технология изготовления слоистой обшивки сложна, сложен контроль качества склейки или припайки несущих слоев к заполнителю, затруднен ремонт обшивки. Большие трудности встречаются при осуществлении стыков частей слоистой обшивки и стыка ее с элементами силового набора крыла.

В стыке необходимо осуществить соединение не только сильно нагруженных несущих слоев обшивки, но и заполнителя, который обеспечивает совместную их работу. Стык панелей обшивки производится по специальным окантовкам. Окантовка приклеивается или припаивается к несущим слоям обшивки и к заполнителю. Соединение панелей, осуществляется при помощи винтов с анкерными, гайками или болтов.

Стык обшивки с элементами силового набора крыла производится также с использованием окантовок. С целью уменьшения массы слоистой обшивки следует стремиться к сокращению количества стыков. Если из конструктивных и технологических соображений можно изготовлять длинные панели обшивки, превышающие длину, листов, идущих на несущие ее слои, то сначала соединяют накладками несущие слои при помощи склейки или пайки, а затем соединяют их с заполнителем.

В моноблочных крыльях современных скоростных самолетов широкое применение находит обшивка из монолитных панелей. В таком крыле почти все нагрузки воспринимает обшивка и масса ее составляет основную часть массы крыла. Применение монолитной обшивки позволяет снизить массу крыла благодаря соответствию размеров сечений действующим нагрузкам и значительно меньшему, чем в панелях с листовой обшивкой, количеству соединений.

Крылья, выполненные из монолитных панелей, обладают повышенной жесткостью на кручение, что благоприятно с точки зрения аэроупругости. Однако монолитные панели в сравнении со сборными имеют и ряд недостатков: большая трудоемкость изготовления, значительный отход материала, высокая стоимость, трудность ремонта, худшие характеристики усталостной прочности. Монолитные панели изготовляются фрезерованием из плит, прессованием; прокаткой, горячей штамповкой и литьем. Плиты, из которых изготовляются фрезерованием панели, получаются горячей прокаткой или ковкой.

Панели сложной конфигурации фрезеруют на специальных копировально-фрезерных станках и станках с программным управлением. Панели более простой конфигурации можно изготовлять и с помощью химического фрезерования. Криволинейные панели получаются либо фрезерованием плоской панели с последующей гибкой, либо приданием плите необходимой кривизны свободной ковкой с последующим фрезерованием по требуемому контуру.

Прессованием изготовляются панели постоянного сечения параллельным продольным набором. После, термообработки панель подвергается механической обработке, формовке и окончательной доводке по обводу. Прокаткой можно получать и панели вафельного типа. Перед прокаткой заготовку и матрицу нагревают до температуры горячей штамповки.

Дальнейшая обработка панели производится так же, как и обработка прессованной панели. При горячей штамповке панелей продольный и поперечный набор и толщина панели могут иметь переменное по длине сечение, форма поперечного сечения ребер трапециевидная. Так как штамповка не позволяет получить требуемую точность размеров ребер и толщины обшивки, необходима калибровка панелей либо дополнительная механическая обработка.

Изготовление панелей литьем позволяет получить конструкцию со сложным силовым набором и с обшивкой значительно меньшей толщины, чем при других способах получения панелей. Панели, изготовленные литьем, требуют меньшего объема механической обработки. Каждый из способов изготовления панелей имеет свои преимущества и недостатки.

Преимуществами панелей, изготовленных фрезерованием из плит, являются возможность получения панелей сложной конфигурации с переменными сечениями, относительно высокая точность и чистота поверхностей сравнительная простота и дешевизна применяемой оснастки; К недостаткам следует отнести большой отход материала (до-90%).высокую трудоемкость изготовления и худшие по сравнению со штампованными панелями механические свойства. Преимуществами прессованных панелей являются их высокие механические свойства, малый отход материала и меньшая по сравнению с горячей штамповкой мощность оборудования.

Недостатком является ограниченность форм и размеров панелей. К преимуществам панелей, полученных прокаткой, следует отнести возможность получения значительно меньшей, чем у прессованных панелей, толщины обшивки (до 1 мм и даже менее), а в сравнении с горячее штампованными панелями — меньшую мощность оборудования и сравнительную простоту, а следовательно, и меньшую стоимость оснастки. Недостатком горячекатаных панелей является ограниченность геометрических форм в сравнении со штампованными панелями.

Горячее штампованные панели обладают почти такой же высокой прочностью, как и прессованные панели. При штамповке панелей обеспечивается требуемое изменение площади сечения ребер и толщины обшивки, получается малый отход материала. Крупным недостатком этого способа изготовления панелей является большая мощность оборудования.

Так, для изготовления панели из алюминиевых сплавов требуется усилие в 300000 Н на один квадратный метр. Поэтому размеры штампованных панелей ограничены. Большая трудоемкость и длительность цикла изготовления штампов и невозможность получить требуемую точность размеров ребер и толщины обшивки без дополнительной обработки также являются недостатками этого способа изготовления панелей.

Преимущества изготовления панелей литьем состоят в возможности получения больших по размерам панелей с требуемым, силовым набором, тонкой обшивкой и необходимым с точки зрения прочности изменением площади сечений по длине. К достоинствам этого способа изготовления панелей следует отнести также малый отход материала, значительно большую производительность труда и малую трудоемкость изготовления оснастки. Основной недостаток литых панелей — худшие механические характеристики.

Применяемые материалы

Самолетные ткани предназначены для обтягивания крыльев, фюзеляжей и поверхностей управления и после нанесения покрытия служат их обшивкой. Наиболее прочными являются хлопчатобумажная ткань АСТ-100 или льняная ткань АЛВК.

Ткань АМ-93, хлопчатобумажная из мерсеризованной пряжи обладает средней прочностью.

Ткань АМ-100 и льняная АЛЛ обладают наиболее легким весом.

В каждом отдельном случае необходимо следить за тем, чтобы марка применяемой ткани соответствовала указанной в чертеже, утвержденном на выпускаемое изделие.

Ткани хлопчатобумажные - бязь и миткаль - применяются для покрытия металлических поверхностей лобовых обтекателей, задних кромок, торцов крыла и других поверхностей, соприкасающихся с полотняной обшивкой.

Для крепления обшивки применяются различные хлопчатобумажные ленты, которые имеют следующее назначение:

• лента миткалевая тканевая или нарезанная из миткаля для обматывания нервюр (обмоточная лента) и других, чтобы предохранить полотняную обшивку или нити, крепящие обшивку от соприкосновения с металлическими частями, имеющими острые углы.
• киперная лента для обматывания полос нервюр (обмоточная лента) для крепления полотняной обшивки и для усиления обшивки (как усилительная лента) по месту ее крепления, при сквозной прошивке применяется полульняная лента.
• двубортная лента для крепления обшивки к полкам нервюр, ленту сшивают с тканью обшивки машинным швом и в последующем пришивают вручную за борта к полке нервюры.
• поверхностные ленты: зубчатая марки ЛАП3 (СМТУ-298) и с прямыми краями марки ЛАП (СМТУ-293) для наклеивания поверх машинных швов, мест крепления обшивки

Можно применять также зубчатую поверхностную ленту, изготавливаемую из отходов ткани АМ-100.

Для сшивания и крепления самолетных тканей применяются нитки, имеющие следующее назначение:

• нитки № 30, 20, 10 для машинного сшивания полотнищ самолетных тканей
• нитки № 1 для сшивания ткани с укрепительной двубортной лентой при креплении обшивки машинным швом.
• нитки торговых номеров 0 и 00 для ручного сшивания по передней и задней кромкам крыла полотнищ обшивки, а также при обтягивании миткалем или бязью поверхностей обтекателей.
• нитки льняные вощеные НАР для крепления полотняной обшивки крыльев, фюзеляжей и рулей (в 8 ниток) и для крепления обшивки элеронов и обшивки у лючков (в 6 ниток)

Для подващивания швейных ниток при ручном шитье применяется натуральный пчелиный воск.

Раскраивание тканей и сшивание полотнищ

Перед раскладыванием ткани на раскройном столе проверить чистоту стола, затем для тканей марок АМ-100, АМ-93 и АСТ-100 определить лицевую сторону, т. е. сторону с более гладкой поверхностью (меньшим ворсом), и разложить ткань на закройном столе так, чтобы при обтягивании лицевая сторона оказалась с внешней стороны. Ткань для раскроя накладывать в несколько слоев.

На верхнем слое ткани произвести разметку по установленным шаблонам, которые располагать на поверхности раскраиваемой ткани в соответствии с технологическими картами раскроя, свода к минимуму отходы ткани. Затем разрезать ткань точно по намеченным контурам.

Перед тем, как сшивать раскроенные полотнища на швейной машине, необходимо проверить правильность натяжения ниток, количество стежков на сантиметр и соответствие номера заправленных ниток марке сшиваемой ткани.

При сшивании самолетных тканей трехстрочным машинным швом применять следующие нитки: для хлопчатобумажной ткани АМ-100 и льняной АЛЛ - №30, для хлопчатобумажной ткани АМ-93 - №20, для хлопчатобумажной ткани АСТ-100 и льняной АЛВК - №10.

Для всех указанных марок самолетных тканей должно быть 40 - 42 стежка на каждые 10 см строчки.

Сшивать на швейной машине отдельные полотнища из самолетных тканей всех марок швом внахлестку с внутренней строчкой (рис 1)

Рис 1 Схема шва внахлестку с внутренней строчкой и подогнутой кромкой
а - сшивка полотнищ первой строчкой, б - вид готового шва, 1 - второе полотнище, 2 - строчки шва

Порядок сшивания этим швом следующий:

• наложить одно полотнище на другое, так, чтобы кромки совпадали (рис 1 а), сшиваемые полотнища из тканей имеющих лицевую сторону накладывать одно на другое лицевыми сторонами.
• сшивать полотнища одной строчкой на расстоянии 20 мм от края, строчка должна быть ровной, без зигзагов
• Верхнее полотнище отогнуть так, чтобы оно закрыло верхнюю строчку, и слегка натягивая, разгладить рукой отогнутую ткань по месту строчки
• окончательно сшивать полотнища двумя строчками, на расстоянии 6 мм друг от друга (рис 2). Следить за тем, чтобы верхнее полотнище было правильно отогнуто, и строчки шва располагались параллельно друг другу

Прошивая первую наружную строчку, отогнутое полотнище слегка натягивать, чтобы отгибаемая ткань прижималась к ниткам внутренней строчки (этим избегается образование ребра из свободной складки ткани). Правильное и неправильное отгибание ткани после сшивания первой строчкой показано на Рис 2

Рис 2 Схема выполнения шва внахлестку с внутренней строчкой и подогнутой кромкой
а - правильно, б - неправильно

Если ткань имеет совершенно прямую, ровно вытканную и достаточно прочную кромку, можно сшивать полотнища швом внахлестку (рис 3) Порядок сшивания при этом следующий:

Рис 3 Шов внахлест

• сшиваемые края наложить внахлест (рис 3), так чтобы они перекрывали друг друга на 20 мм. Полотнища тканей, имеющих лицевую сторону накладывать одно на другое лицевой поверхностью к внешней стороне
• прошить сначала одну (первую) строчку, которая должна отстоять от кромки верхнего полотнища по всей сшиваемой длине на расстояние не более 1 мм, прошивать первую строчку очень тщательно, без зигзагов
• окончательно сшить полотнища еще двумя строчками, располагая их на расстоянии 6 мм друг от друга. Следить за тем, чтобы строчки были расположены параллельно первой, и ткань между ними не имела морщин

Примечания:

1. При сшивании полотнищ, а также при обрыве нитки в процессе шитья, связывать узлом концы ниток.
2. Все машинные швы после натяжения ткани на каркас заклеить поверхностной лентой на аэролаке А1Н одновременно с наклеиванием поверхностных лент при лакировании полотняной обшивки

Если ткань натягивается на деталь чехлом, сшивать полотнища однострочным швом по краю для придания им формы чехла (рис 4). Порядок сшивания при этом следующий:

Рис 4 Чехол из ткани для обшивки руля:
1 - трехстрочный шов с внутренней строчкой и подогнутой кромкой (в месте сшивки полотнищ), 2 - однострочный шов, 3 - ткань

• сложить выкроенные полотнища так, чтобы сшиваемые края точно совпадали;
• наметить линию сшивания полотнищ ткани на расстоянии 10 мм от края; припуск на шов учитывается шаблоном;
• сшивать на швейной машине точно по намеченной линии, иначе чехол не будет плотно облегать каркас, а ткань натягиваться равномерно.

Примечания.

1. Количество стежков для всех марок тканей должно быть 40-42 на 10 см.
2. Применять для сшивания нитки №10 (ГОСТ 6309-59).
3. В начале сшивания и по окончании его, а также при обрывах нити в процессе шитья связывать узлом концы ниток.

Подготовка каркасов

У каркасов деталей, подлежащих обтягиванию тканью, все острые углы и металлические части, которые соприкасаются с обшивкой, могут повредить ее в процессе эксплуатации, покрыть тканью или лентой. Это предохранит также защитное грунтовочное покрытие, нанесенное на поверхность элементов каркаса, обтягиваемого тканью, от аэролака при лакировании натянутой ткани.

Полки нервюр обматывать лентой: миткалевой, если полотняная обшивка не крепится на нее, и киперной, если обшивка крепится за намотанную ленту. Работу вести следующим образом:

Крепить ленту ниткой НАР (в 8 ниток) двубортную или (в 6 ниток) миткалевую следующим образом:

Рис 7 Схема пришивания ленты к полке нервюры

Большие поверхности элементов вместо ленты обшивать полотнищами из бязи или миткаля. Можно использовать отходы тканей, применяемых в качестве обшивки. Порядок покрытия таких элементов следующий:

Рис 9 Схема швов:
а - шов через край, б - шов елочкой

в процессе сшивания через каждые 200 - 250 мм нитку закреплять, завязывая узел.

Обтягивание тканью элементов самолета

Обтягивать крылья, поверхности управления и другие элементы самолета тремя способами: чехлом, сшитым по форме обтягиваемого каркаса, свободным полотнищем, комбинированным способом (чехлом и свободным полотнищем).

Во всех случаях ткань располагать так, чтобы направление утка было перпендикулярно нервюрам (на крыльях линии полета). В помещении, где производится обтягивание, относительная влажность воздуха должна быть 40 - 70%, температура 12 - 25 градусов.

Обтягивание чехлом, сшитым по форме каркаса

Выкроенные по соответствующим шаблонам полотнища сшить машинным швом в виде чехла, имеющего форму обтягиваемого каркаса. Этот способ обтягивания применяют в том случае, когда на каркасе нет выступающих деталей, и обшивка крепится с внешней стороны. Обтягивать крылья скоростных самолетов этим способом не рекомендуется, так как при обтягивании чехлом трудно создать необходимое в этих случаях натяжение ткани.

При обтягивании чехлом необходимо выполнить следующие операции:

• проверить правильность сшивания чехла
• натянуть сшитый чехол на каркас вручную, при этом следить за тем, чтобы ткань по всей поверхности каркаса была равномерно и хорошо натянута Примечание
  • Если чехол изготовлен несколько больших размеров и натягивается на каркас свободно, его необходимо сменить, а не подтягивать ткань по торцовой части каркаса
• после того, как чехол натянут на каркас, ткань сильно подтянуть со стороны торцов и временно закрепить булавками за намотанную на каркас ленту (при металлической конструкции) или прикрепить гвоздиками (при деревянной конструкции)
• проверить натяжение обшивки тензиометром ТП.
• если натяжение соответствует нормам, то свободные концы чехла сшить вручную.
• удалить булавки и гвоздики, которыми обшивка временно крепилась по торцовой части.

Обтягивание свободным полотнищем

При обтягивании свободным полотнищем (Рис 10) соблюдать следующий порядок операций:

Обтягивание комбинированным способом

Комбинированный способ обтягивания тканью (чехлом и полотнищем) применять в тех случаях, когда каркас имеет выступы и обтягивание чехлом всего каркаса затруднительно. При обтягивании комбинированным способом руководствоваться общими положениями, изложенными выше.

Крепление обшивки к нервюрам

Существуют следующие способы крепления обшивки, которые должны соответствовать указаниям чертежа на данное изделие.

• Крепление нитками.
• Крепление винтами.
• Крепление заклепками.
• Крепление металлической лентой

Крепление обшивки нитками

Крепление обшивки нитками можно производить следующими способами: сквозной прошивкой, за полку, за укрепительную ленту, машинным швом и через отверстия полки нервюры.

При креплении нитками применять льняные нитки НАР (в 8 ниток). Чтобы ткань не перерезало ниткой, прокладывать между тканью и ниткой по месту крепления усилительную киперную ленту. Ширина ленты зависит от ширины полки нервюры и способа крепления обшивки.

Сквозная прошивка

Сквозную прошивку применяют только для крепления полотняной обшивки на крыльях и поверхностях управления нескоростных машин. Процесс крепления заключается в следующем:

Крепление за полку нервюры

Способ крепления за полку нервюры применять на верхней поверхности крыльев, когда полка снизу открыта. Схема подобного крепления обшивки показана на Рис 13. Порядок работы следующий:

Рис 13 Крепление обшивки за полку нервюры
1 - схема захлестывания нити

• наложить усилительную киперную ленту на натянутую обшивку в местах крепления обшивки к нервюрам. Сначала закрепить один конец ленты, затем, слегка натягивая ее, второй конец ленты приколоть булавками к обшивке.
  • Примечание: ширина усилительной киперной ленты при этом способе крепления должна быть больше ширины полки нервюры на 18 - 20 мм т. е. лента должна перекрывать полку на 8 - 10 мм с каждой стороны.

• конец нитки закрепить на полке нервюры и пропустить снизу через обшивку и усилительную ленту.
• сделать шаг вдоль нервюры, пропустить иглу сквозь усилительную ленту и обшивку, по возможности ближе к полке и выпустить иглу наружу по другую ее сторону.
  • Примечание: нитка должна выходить напротив места входа, не допускать отклонения точки выхода

• дальнейшую прошивку по длине нервюры производить подобным же образом (Рис 13а) через определенные расстояния, называемые шагом прошивки.

  Примечание:

  1. шаг данного крепления принимать равным 25 мм, соблюдать одинаковый шаг по всей длине нервюры
  2. при прошивании нить слегка натягивать

• окончив прошивку в одном направлении, шить таким же образом в обратном направлении (Рис 13б), захлестывая одну нитку за другую.

  Примечание: при захлестывании нитки у каждого звена прошивки нитку, как и при перевом прошивании, хорошо подтянуть, чтобы предупредить всякую возможность ее ослабления

• по окончании прошивки связать узлом нитки последнего стежка

Крепление за усилительную ленту

Полотняную обшивку на нижней поверхности крыла и на хвостовом оперении в большинстве случаев крепить, пришивая к киперной ленте, обмотанной вокруг полки нервюры или пришитой к ней. Порядок крепления следующий:

Крепление машинным швом

При креплении машинным швом ткань надо натягивать на каркас крыла дважды:

Такой способ крепления обеспечивает гладкость поверхности обшивки и достаточную ее прочность в месте крепления. Его применяют, как правило, для крепления обшивки к верхней поверхности крыла при натяжении ткани свободным полотнищем.

Рис 17 Крепление обшивки машинным швом при полках со сплошной стенкой
1 - ткань, 2 - двубортная лента, 3 - прошивка на швейной машине нитками №1, прошивка льняными нитками НАР в 8 ниток

Рис 18 Крепление обшивки машинным швом при металлических нервюрах коробчатого сечения
1 - двубортная лента, 2 - ткань, 3 - прошивка нитками НАР, 4 - полка нервюры

Крепление через отверстия в полке нервюр

При этом способе крепления полка нервюры для утопления нитки, крепящей обшивку, имеет вогнутую поверхность с отверстиями посередине (рис 19). В эти отверстия вставить пистоны, предохраняющие от повреждения нитку, которой крепится обшивка. Обшивку крепить к полкам нервюр вощеной ниткой НАР (в 8 ниток) полукруглой иглой с радиусом, соответствующим шагу прошивки (расстоянию между отверстиями). Размер шага 15 - 20 мм. Применять это способ обшивки на рулях и элеронах.

Порядок прошивки указанным способом следующий: (рис 19а)

Рис 19 Крепление обшивки через отверстия полки нервюры

• наложить на натянутую обшивку по месту нервюр усилительную киперную ленту, укрепить сначала один е конец. Затем, слегка натянув ленту, другой конец ленты закрепить булавками.
• прошивать двумя иглами, находящихся на разных концах одной нитки, прокалывая одной иглой ткань, вводить нитку под полку нервюры и выводить в следующее отверстие.
• другим концом нитки, располагающимся в этот момент над обшивкой, сделать вокруг конца, выходящего из под полки, простой узел, пропустить нитку под полку нервюры и вывести в следующее отверстие (рис 19 б).
• натягивая оба конца нитки, затянуть узел и утопить его в отверстие, прижимая тем самым обшивку и усилительную ленту к полке нервюры.
• дальнейшее крепление обшивки по длине нервюры производить тем же способом.
• если длина нервюры, к которой крепится обшивка, незначительна, можно вести крепление одной иголкой, в этом случае сначала прошить в одном направлении, как показано стрелками на схеме (рис 19а), а затем в обратном, обязательно связывая стежки в месте встречи нитей.
• при образовании последнего стежка концы нитей связать.

Крепление обшивки винтами

Крепление винтами применять только при металлических нервюрах, полки которых имеют изогнутую форму (рис 20) для утопления элементов крепления. Порядок крепления при этом следующий:

Крепление обшивки заклепками

Крепление обшивки заклепками производить по задней кромке обтягиваемого агрегата (например, руль поворота и др.). Сначала надо подготовить каркас, т. е. обшить обод 1 (рис 21) тканью 2 и обтянуть его тканью 3. после этого произвести крепление обшивки в следующем порядке:

Рис 21 Крепление обшивки заклепками
1 - обод, 2 и 3 - ткань, 4 - тканевая лента, 5 - круглая шайба, 6 - заклепка.

• по месту крепления обшивки наклеить тканевую ленту 4 при помощи аэролака первого покрытия.

  Примечание: ленту нарезать из ткани, применяемой для обшивки.

• в местах отверстий каркаса проколоть отверстия в обшивке и наклееной на нее тканевой ленте
• положить по месту отверстий круглые шайбы 5
• произвести крепление специальными заклепками 6

Крепление обшивки фасонной металлической лентой

Для крепления обшивки этим способом металлические полки нервюр должны иметь специальную форму (рис 22а). Порядок крепления при этом следующий:

Рис 22 Крепление обшивки металлической лентой
1 - нервюра, 2 - обшивка, 3 - металлическая лента, 4 - поверхностная лента

• обтянуть каркас
• наложить фасонную металлическую ленту на обшивку по нервюре
• закрепить обшивку в полке нервюры, вдавив ленту в месие с обшивкой, путем ее распрямленя в гнезде нервюры по всей ее длине специальным приспособлением, в результате чего ткань плотно зажимается между бортами полки нервюры и крепящей металлической лентой (рис 22 б)

  Примечание: места закрепления обшивки закрыть поверхностными лентами при нанесении аэролака первого покрытия. Ленту нарезать из ткани, применяемой для обшивки

Сшивание полотнищ по краям каркаса

После крепления ткани к нервюрам на верхней и нижней поверхностях конструкции верхнее и нижнее полотнища по месту их временного крепления, сшить швом через край (роликовым).

Лишнюю ткань в этих местах предварительно обрезать ножницами с таким расчетом, чтобы концы сшиваемых полотнищ можно было подогнуть на 8 - 10 мм, края сшиваемых полотнищ должны подходить друг к другу впритык. При сшивании не допускать ослабление натяжения ткани (рис 23)

Рис 23 СШивание полотнищ по краям каркаса

По окончании сшивания полотнищ по краям каркаса и крепления обшивки у лючков и отверстий удалить все булавки и гвоздики, которыми временно закрепляется ткань.

Контроль качества крепления обшивки

Полотняная обшивка должна быть хорошо прижата к полкам нервюр. Если это условие не будет соблюдено, то в полете при вибрации обшивки, нитки, крепящие ее, перетрутся и обшивка оторвется. Поэтому при приемке крыльев, оперения и фюзеляжей с законченным креплением ткани необходимо тщательно проверять качество крепления ткани к нервюрам. Для этого следует:

• При креплении по схемам, приведенным на рисунках 12, 13, 14 и 19 в ряде мест подсунуть под нить закругленный (без острых углов) стерженек диаметром 2 - 3 мм и приподнять нитку, проходящую над обшивкой. Если нитка отойдет от обшивки свободно и останется в таком положении, закрепление выполнено плохо и прошивку необходимо сделать заново, не следует также допускать чрезмерного натяжения нитки, так как это может повлечь за собой прорезание ткани.
• при креплении обшивки за ленту (рис 14) следить за тем, чтобы нитка захватывала усилительную ленту без пропусков и проходила под ней, как указано на рис 15.
• при креплении машинным швом следить за тем, чтобы строчки шва отстояли друг от друга на одинаковом расстоянии по всей длине крепления, без зигзагов и не находили друг на друга, при креплении усилительной двубортной ленты к полкам нервюры строчки машинного шва не должны приходиться на край или вне полки нервюры, так как это создаст местные перенапряжения машинного шва и может привести к срыву обшивки.
• при креплении винтами и металлической лентой обращать внимание на то, чтобы металлическая лента плотно прижимала обшивку по всей длине полки нервюры и винты были завинчены до отказа.

Обшивка самолета – оболочка, формирующая оперение и внешнюю поверхность корпуса воздушного судна. Она необходима для придания самолету обтекаемой формы. От того, насколько качественной будет обшивка, во многом зависят аэродинамические показатели самолета.

Материал обшивки

Современная обшивка самолетов производится из панелей или отдельных листов из алюминиевых сплавов (или титана и нержавеющей стали), отформованных по поверхности крыльев или фюзеляжа. Несъемные панели или листы чаще всего крепятся к каркасу потайной клепкой, съемные же соединяются с помощью винтов с головкой «впотай». Листы обшивки соединяются встык. Нередко для обшивочных фюзеляжей используются крупномонолитные оребренные панели и слой обшивки с сотовым заполнителем. Обтекатели антенн (радиопрозрачные элементы обшивки) выполняются из сотового или монолитного композиционного материала. Также в последнее время композиты применяются в качестве панелей обшивки и силовых узлов.

В зависимости от используемого материала для строительства воздушного судна обшивка самолета может быть:

• металлическая: сталь, алюминиевые сплавы, титан;
• деревянная (шпон или фанера);
• перкальная (полотняная);
• композитные материалы;
• ламинированная пленка.

История обшивки самолета

Первые летательные аппараты имели обшивку, выполненную из полотна, которое пропитывалось лаком (отсюда, собственно, и появилось само название), фюзеляжи довольно часто и вовсе не имели обшивки. Позже обшивку начали делать из древесины – фанеры и шпона, которые тоже пропитывались лаком.

С развитием технологий обшивка делалась из алюминия, гладкого и гофрированного. На сегодняшний день используется исключительно гладкая металлическая обшивка. Правда, на легких летательных аппаратах еще можно встретить полотняную обшивку. Это крайне редкое явление, так как ее эффективно заменяют полимерными пленками.

Виды обшивок

В авиации существует два типа обшивки – мягкая «неработающая» и жесткая «работающая». В наше время преимущество имеет жесткая металлическая обшивка, так как она полностью соответствует требованиям прочности, аэродинамики, массы и жесткости. Она воспринимает нагрузки в виде крутящих и изгибающих моментов, внешние аэродинамические нагрузки и нагрузки перерезывающих сил, воздействующих на каркас самолета. Материалы для производства работающей обшивки: титановые, алюминиевые и стальные сплавы, авиационная фанера, композиционные материалы. Титан и сталь чаще всего встречаются в конструкциях сверхзвуковых самолетов.

Несиловая обшивка не включается в силовую схему, так как нагрузка с обшивки сразу же передается на каркас. Материалом для ее изготовления может служить перкаль (полотно).

Обшивка крыла

В зависимости от типа конструкции обшивка оперения и крыла может быть толстой, состоящей из монолитной фрезерованной или прессованной панели, трехслойной или тонкой, подкрепленной специальным стрингерным набором. При этом в межобшивочном пространстве находится специальный заполнитель (соты из пенопласта, фольги или специальной гофры). Важно, чтобы обшивка крыла сохраняла заданную форму и была жесткой. Образование складок на ней провоцирует аэродинамическое сопротивление.

Верхняя обшивка крыла под действием изгибающего момента нагружена циклическими сжимающими усилиями, а нижняя, соответственно, растягивающими. По этой причине для верхних сжатых панелей, как правило, используются высокопрочные материалы, прекрасно продемонстрировавшие себя на сжатие. В свою очередь для нижней растянутой обшивки применяют материалы, характеризующиеся высокими усталостными характеристиками. Материал обшивки для сверхзвуковых самолетов выбирается с учетом нагревания в полете – обычные алюминиевые сплавы, теплостойкие алюминиевые сплавы, сталь или титан.

Для повышения прочности и живучести обшивки по длине крыла самолета количество стыков, имеющих меньший ресурс по сравнению с главным полотном обшивки, стремятся максимально сократить. Вес обшивки крыла – 25-50% от всей массы.

Обшивка фюзеляжа

Сразу стоит отметить, что она выбирается с учетом действующей нагрузки. Нижняя зона обшивки воспринимает сжимающие нагрузки той частью, которая присоединена к стрингерам, а верхняя воспринимает растягивающие усилия абсолютно всей площадью обшивки. Толщина обшивки в герметичном фюзеляже выбирается в зависимости от внутреннего избыточного давления. Для улучшения живучести фюзеляжа на обшивке нередко используют ленты-стопперы, исключающие распространение трещин.

Соединение обшивки и элементов каркаса

Прибегают к трем способам соединения каркаса с обшивкой:

• обшивка крепится к шпангоутам;
• обшивка крепится к стрингерам;
• обшивка крепится и к шпангоутам, и к стрингерам.

Во втором случае формируются только продольные заклепочные швы, при этом поперечные отсутствуют, что положительно сказывается на аэродинамике фюзеляжа. Незакрепленная обшивка на шпангоутах при меньших нагрузках теряет устойчивость, что увеличивает массу конструкции. Для того чтобы этого избежать, обшивку связывают дополнительной накладкой (компенсатор) со шпангоутом. Первый способ крепления применяется исключительно в бесстрингерных (обшивочных) фюзеляжах.

К шпангоутам крепится сотовидная обшивка. Она включает сердцевину и две металлические панели. Сотовая конструкция – материал шестиугольного вида, состоящий из металла. В сердцевине находится клей, который позволяет вовсе не использовать заклепки. Эта конструкция способна передавать напряжение по всей поверхности и характеризуется высоким сопротивлением деформации.