[go: up one dir, main page]

RU2391251C2 - Aircraft airframe - Google Patents

Aircraft airframe Download PDF

Info

Publication number
RU2391251C2
RU2391251C2 RU2008133303/11A RU2008133303A RU2391251C2 RU 2391251 C2 RU2391251 C2 RU 2391251C2 RU 2008133303/11 A RU2008133303/11 A RU 2008133303/11A RU 2008133303 A RU2008133303 A RU 2008133303A RU 2391251 C2 RU2391251 C2 RU 2391251C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuselage
frames
wing
airframe
aircraft
Prior art date
Application number
RU2008133303/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008133303A (en
Inventor
Анатолий Алексеевич Проскурнин (RU)
Анатолий Алексеевич Проскурнин
Леонид Алексеевич Соколов (RU)
Леонид Алексеевич Соколов
Валерий Андреевич Ширинянц (RU)
Валерий Андреевич Ширинянц
Петр Алексеевич Алексеев (RU)
Петр Алексеевич Алексеев
Александр Васильевич Архипов (RU)
Александр Васильевич Архипов
Венера Бикировна Демина (RU)
Венера Бикировна Демина
Original Assignee
Федеральное государственное Унитарное предприятие "Экспериментальный машиностроительный завод им. В.М. Мясищева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное Унитарное предприятие "Экспериментальный машиностроительный завод им. В.М. Мясищева" filed Critical Федеральное государственное Унитарное предприятие "Экспериментальный машиностроительный завод им. В.М. Мясищева"
Priority to RU2008133303/11A priority Critical patent/RU2391251C2/en
Publication of RU2008133303A publication Critical patent/RU2008133303A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2391251C2 publication Critical patent/RU2391251C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Transplanting Machines (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention relates to flight vehicles heavier that air, in particular to structural and aerodynamic elements such as aircraft airframe. Proposed airframe comprises skin panels supported by frames. Airframe central part is made cylindrical with oval cross section. Airframe is formed by circular arcs. Along conjugation lines of the latter lengthwise beams to arranged. Said beams are secured in pairs by vertical crosswise struts fitted in the plane of said frames with spacing multiple of frames spacing.
EFFECT: simplified design, lower weight.
2 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к летательным аппаратам (ЛА) тяжелее воздуха, в частности к конструктивным и аэродинамическим элементам ЛА, таким как несущий фюзеляж самолета.The invention relates to aircraft (LA) heavier than air, in particular to structural and aerodynamic elements of an aircraft, such as an aircraft carrying fuselage.

Известен широкофюзеляжный ЛА с двудолевым составным фюзеляжем, центральная секция которого выполнена в виде двух соединенных по хорде окружности усеченных круговых цилиндров равного диаметра с помощью верхнего и нижнего стыков, связанных продольной стенкой, размещенной в плоскости симметрии фюзеляжа (описание изобретения к патенту США №4674712, МКИ В64С 1/00 от 1987 г.).A wide-body aircraft with a bicomponent composite fuselage is known, the central section of which is made in the form of two truncated circular cylinders of equal diameter connected along a chord of a circle using the upper and lower joints connected by a longitudinal wall located in the plane of symmetry of the fuselage (description of the invention to US patent No. 4674712, MKI B64C 1/00 of 1987).

Недостатком упомянутого изобретения является низкий коэффициент использования объема и недостаточный комфорт для пассажиров из-за эффекта «туннельности» каждой из долей фюзеляжа, присущего узкофюзеляжным самолетам. Кроме того, наличие центральной продольной стенки в фюзеляже затрудняет его использование для перевозки крупногабаритных грузов в транспортном варианте применения самолета.The disadvantage of this invention is the low utilization of volume and lack of comfort for passengers due to the effect of "tunneling" of each of the fractions of the fuselage inherent in narrow-body aircraft. In addition, the presence of a central longitudinal wall in the fuselage makes it difficult to use it for the transportation of bulky goods in the transport version of the aircraft.

Известно соединение крыла с фюзеляжем, осуществляемое креплением кессона крыла к силовым шпангоутам фюзеляжа. При этом кессон каждого полукрыла, пересекая боковые панели обшивки фюзеляжа, продлен внутрь на расстояние, ограниченное размером функционального отсека, а верхние и нижние панели кессона каждого полукрыла соединены внутри фюзеляжа со стенками силовых шпангоутов непрерывными или многоточечными швами (описание изобретения к патенту РФ №2154003, МКИ В64С 1/00, 1/26 от 10.08.2000, с приоритетом от 18.05.1998).It is known the connection of the wing with the fuselage, carried out by attaching the wing box to the power frames of the fuselage. At the same time, the caisson of each half-wing, crossing the side panels of the fuselage skin, is extended inward by a distance limited by the size of the functional compartment, and the upper and lower panels of the caisson of each half-wing are connected inside the fuselage with the walls of the power frames by continuous or multipoint seams (description of the invention to the RF patent No. 2154003, MKI V64C 1/00, 1/26 from 08/10/2000, with priority from 05/18/1998).

Недостатком известной конструкции является ограничение полезного объема фюзеляжа размерами функционального отсека, что снижает компоновочные возможности фюзеляжа.A disadvantage of the known design is the limitation of the useful volume of the fuselage by the dimensions of the functional compartment, which reduces the layout capabilities of the fuselage.

Наиболее близким техническим решением является несущий фюзеляж самолета, содержащий панели обшивки, подкрепленные шпангоутами (заявка РСТ №97/43175 от 13.05.1997 с приоритетом США от 13.05.1996). Последнее техническое решение принято в качестве прототипа.The closest technical solution is the carrier fuselage of the aircraft containing the skin panels reinforced with frames (PCT application No. 97/43175 of 05/13/1997 with US priority of 05/13/1996). The last technical decision was made as a prototype.

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

1. Задание фюзеляжа поверхностью двойной кривизны с переменными радиусами кривизны, что увеличивает массу фюзеляжа и усложняет его конструкцию, особенно в случае работы фюзеляжа на избыточное давление.1. The task of the fuselage with a surface of double curvature with variable radii of curvature, which increases the mass of the fuselage and complicates its design, especially in the case of operation of the fuselage on overpressure.

2. Низкий коэффициент использования объема фюзеляжа, образованного в продольном сечении аэродинамическим профилем, вследствие его существенного сужения за максимальной толщиной профиля, а также из-за переменной высоты фюзеляжа в области размещения полезной нагрузки, что дополнительно снижает комфорт в пассажирском варианте применения самолета.2. The low coefficient of utilization of the volume of the fuselage formed in the longitudinal section by the aerodynamic profile, due to its significant narrowing behind the maximum thickness of the profile, as well as due to the variable height of the fuselage in the area of the payload, which further reduces the comfort in the passenger version of the aircraft.

3. Отсутствие цилиндрического участка в фюзеляже, что значительно затрудняет организацию дополнительных вставок в фюзеляж при разработке модификаций самолета.3. The lack of a cylindrical section in the fuselage, which greatly complicates the organization of additional inserts in the fuselage when developing modifications of the aircraft.

4. Размещение зоны стыка крыла с фюзеляжем в верней части несущего фюзеляжа без сопряжения их поверхностей, что снижает эффективность передачи нагрузок с крыла на фюзеляж и увеличивает вредное сопротивление интерференции.4. Placing the zone of the junction of the wing with the fuselage in the upper part of the bearing fuselage without pairing their surfaces, which reduces the efficiency of transferring loads from the wing to the fuselage and increases the harmful interference resistance.

Техническим результатом заявляемого решения является устранение указанных недостатков.The technical result of the proposed solution is to eliminate these disadvantages.

Для этого центральная часть несущего фюзеляжа выполнена цилиндрической с овальным поперечным сечением, образованным сопряженными дугами окружностей.For this, the central part of the supporting fuselage is cylindrical with an oval cross section formed by conjugate arcs of circles.

Конструкция фюзеляжа состоит из цилиндрических панелей обшивки, подкрепленных шпангоутами, продольных балок, расположенных по линиям сопряжения панелей обшивки и связанных попарно вертикальными поперечными стойками, установленными в плоскости шпангоутов с шагом, кратным шагу шпангоутов, а также грузового пола.The fuselage design consists of cylindrical cladding panels supported by frames, longitudinal beams located along the mating lines of the cladding panels and connected in pairs by vertical transverse struts installed in the plane of the frames with a step that is a multiple of the step of the frames, as well as the cargo floor.

Для соединения с крылом силовые шпангоуты фюзеляжа в зоне стыка имеют выступы за обводы фюзеляжа, соединенные с лонжеронами крыла, а панели обшивки крыла и фюзеляжа плавно сопрягаются.To connect with the wing, the fuselage power frames in the junction zone have protrusions behind the fuselage contours connected to the wing spars, and the wing skin and fuselage skin panels are smoothly mated.

Технический результат настоящего технического решения достигается за счет того, что в предложенной схеме фюзеляжа нагрузки от избыточного давления воспринимаются цилиндрическими панелями обшивки, работающими на растяжение, как и в случае нагружения фюзеляжа с круглым поперечным сечением, которые создают единую поверхность без изломов, обеспечивая меньший вес конструкции по сравнению с фюзеляжами приведенных аналогов. При этом скачки моментов и перерезывающих сил, возникающие в местах сопряжения цилиндрических участков поверхности фюзеляжа, воспринимаются продольными балками и поперечными стойками.The technical result of this technical solution is achieved due to the fact that in the proposed fuselage scheme, overpressure loads are perceived by tensile cylindrical skin panels, as in the case of loading the fuselage with a circular cross section, which create a single surface without kinks, providing less weight in comparison with the fuselages of the analogues. In this case, jumps in moments and cutting forces that occur at the junctions of the cylindrical sections of the fuselage surface are perceived by longitudinal beams and transverse struts.

Передача нагрузок с крыла на фюзеляж осуществляется с помощью силовых шпангоутов с выступами и плавно сопряженных панелей обшивки крыла и фюзеляжа, как в самолетах интегральной схемы.The transfer of loads from the wing to the fuselage is carried out with the help of power frames with protrusions and smoothly conjoined panels of the wing and fuselage skin, as in integrated circuit aircraft.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

- на фиг.1 дан вид фюзеляжа сбоку;- figure 1 is a side view of the fuselage;

- на фиг.2 дан вид фюзеляжа сверху;- figure 2 is a top view of the fuselage;

- на фиг.3 дана схема сопряжения цилиндрических участков поверхности фюзеляжа;.- figure 3 shows the conjugation of cylindrical sections of the surface of the fuselage ;.

- на фиг.4 дано сечение по А-А на фиг.1;- figure 4 shows a section along aa in figure 1;

- на фиг.5 дано сечение по Б-Б на фиг.4;- figure 5 is a section along BB in figure 4;

- на фиг.6 дан узел Д на фиг.4;- figure 6 gives the node D in figure 4;

- на фиг.7 дан узел К на фиг.5.- in Fig.7 given the node K in Fig.5.

Конкретное осуществление изобретения выглядит следующим образом.A specific embodiment of the invention is as follows.

Фюзеляж 1 содержит центральную часть 2, выполненную цилиндрической с овальным поперечным сечением. Поверхность центральной части 2 образована участками панелей обшивки 3 одинарной кривизны с радиусами R1 и R2. По линиям сопряжения этих участков размещены продольные балки 4, попарно соединенные поперечными стойками 5. В зоне крепления крыла 6 к фюзеляжу 1 установлены силовые шпангоуты 7, связанные с продольными балками 4 и поперечными стойками 5 и образующие жесткий силовой каркас.The fuselage 1 comprises a central part 2 made cylindrical with an oval cross-section. The surface of the central part 2 is formed by sections of the sheathing panels 3 of single curvature with radii R1 and R2. Along the connecting lines of these sections, longitudinal beams 4 are placed, pairwise connected by transverse struts 5. In the area of the wing 6 to the fuselage 1, power frames 7 are installed, connected with the longitudinal beams 4 and transverse racks 5 and forming a rigid power frame.

Силовые шпангоуты 7 в зоне стыка с крылом имеют выступы 10, соединенные с лонжеронами крыла 14, а панели крыла и центральной части фюзеляжа 2 плавно сопряжены. Грузовой пол 11 связан с силовыми шпангоутами 7, нижними продольными балками 4 и поперечными стойками 5 с помощью фитингов 12, а силовые шпангоуты 7 с поперечными стойками 5 и верхними продольными балками 4 - посредством фитингов 13.Power frames 7 in the zone of junction with the wing have protrusions 10 connected to the side members of the wing 14, and the wing panel and the central part of the fuselage 2 are smoothly mated. The cargo floor 11 is connected with the power frames 7, the lower longitudinal beams 4 and the transverse struts 5 using fittings 12, and the power frames 7 with the transverse struts 5 and the upper longitudinal beams 4 through fittings 13.

Заявляемый для признания изобретением несущий фюзеляж обеспечивает новый технический эффект, заключающийся в:Declared for recognition by the invention, the bearing fuselage provides a new technical effect, which consists in:

- снижении массы и упрощении конструкции несущего фюзеляжа за счет применения панелей обшивки одинарной кривизны, состыкованных по линиям сопряжения с помощью продольных балок, подкрепленных стяжками, расположенными в плоскости шпангоутов;- weight reduction and simplification of the design of the supporting fuselage through the use of single curvature cladding panels joined along the mating lines with the help of longitudinal beams, reinforced with screeds located in the plane of the frames;

- повышении коэффициента использования объема фюзеляжа и уровня комфорта для пассажиров, расширении возможности модификации самолета за счет наличия центральной части фюзеляжа цилиндрической формы;- increasing the utilization of the volume of the fuselage and the level of comfort for passengers, expanding the ability to modify the aircraft due to the presence of the Central part of the fuselage of a cylindrical shape;

- снижении массы, повышении ресурса конструкции и уменьшении сопротивления интерференции за счет плавного сочленения крыла с фюзеляжем с использованиям силовых шпангоутов с выступами за контуры фюзеляжа в зоне стыка.- weight reduction, increasing the design life and reducing interference resistance due to the smooth articulation of the wing with the fuselage using power frames with protrusions beyond the contours of the fuselage in the joint area.

Наибольший эффект от использования заявляемого решения может быть достигнут для грузопассажирских самолетов с герметичным фюзеляжем и средним расположением крыла.The greatest effect from the use of the proposed solution can be achieved for passenger-and-freight aircraft with a sealed fuselage and an average wing position.

Claims (2)

1. Несущий фюзеляж самолета, содержащий панели обшивки, подкрепленные шпангоутами, отличающийся тем, что центральная часть фюзеляжа выполнена цилиндрической с овальным поперечным сечением, образованным дугами окружностей, по линиям сопряжения которых установлены продольные балки, связанные попарно вертикальными поперечными стойками, установленными в плоскости шпангоутов с шагом, кратным шагу шпангоутов.1. The carrier fuselage of the aircraft, comprising skin panels supported by frames, characterized in that the central part of the fuselage is cylindrical with an oval cross-section formed by arcs of circles, along the conjugation lines of which longitudinal beams are installed, connected in pairs by vertical transverse struts installed in the plane of the frames with step, a multiple of the step of the frames. 2. Несущий фюзеляж по п.1, отличающийся тем, что силовые шпангоуты в зоне стыка с крылом имеют выступы, соединенные с лонжеронами крыла, а панели крыла и центральной части фюзеляжа плавно сопряжены. 2. The bearing fuselage according to claim 1, characterized in that the power frames in the zone of junction with the wing have protrusions connected to the side members of the wing, and the wing panels and the central part of the fuselage are smoothly mated.
RU2008133303/11A 2008-08-13 2008-08-13 Aircraft airframe RU2391251C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008133303/11A RU2391251C2 (en) 2008-08-13 2008-08-13 Aircraft airframe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008133303/11A RU2391251C2 (en) 2008-08-13 2008-08-13 Aircraft airframe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008133303A RU2008133303A (en) 2010-02-20
RU2391251C2 true RU2391251C2 (en) 2010-06-10

Family

ID=42126758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008133303/11A RU2391251C2 (en) 2008-08-13 2008-08-13 Aircraft airframe

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2391251C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103818543A (en) * 2012-11-16 2014-05-28 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 Box-type composite material fuselage structure of helicopter

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103818543A (en) * 2012-11-16 2014-05-28 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 Box-type composite material fuselage structure of helicopter
CN103818543B (en) * 2012-11-16 2016-03-30 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 A kind of helicopter cell type composite fuselage construction

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008133303A (en) 2010-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9708065B2 (en) Crown cabin configuration for an aircraft
US4674712A (en) Double-lobe fuselage composite airplane
RU2438922C2 (en) Aircraft fuselage floor structural set
CN107000841B (en) Method for improving the concept of a boxed wing aircraft and corresponding aircraft construction
US8899520B2 (en) Mid-wing airplane
CN105730673B (en) Landing gear bay roof of improved design
US20100133382A1 (en) Wing-fuselage section of an aircraft
US9187169B2 (en) High-wing-aircraft fuselage support structure
CN105730671B (en) Aircraft rear structure
CN107891965B (en) Unmanned aerial vehicle nose landing gear cabin section based on catapult takeoff
EP2589532A2 (en) Aircraft fuselage made out with composite material and manufacturing processes
US20190112034A1 (en) Aircraft landing gear bay roof comprising an inclined aft bulkhead
US9517831B2 (en) Rotary wing aircraft airframe
RU2391251C2 (en) Aircraft airframe
WO2013137915A1 (en) Mid-wing airplane
US20210163117A1 (en) Aircraft for transporting cargo and passengers, cargo container, method for loading an aircraft and method for reconfiguring an aircraft
US9688381B2 (en) Subfloor structure with an integral hull for a rotary wing aircraft
Kaur et al. Spars and stringers-function and designing
CN213008694U (en) Light conveyor body
RU2324622C2 (en) Fuselage of light helicopter
RU2443599C1 (en) Fuselage central part and beam
RU2481243C1 (en) Aircraft wing and outer wing joint assembly
RU2268196C1 (en) Wing-and-fuselage joint
Cho et al. Structural design and analysis of a BWB military cargo transport fuselage
CN115056962B (en) Upper single-wing aircraft wing body connecting structure

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140814

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20160127

PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20160825