Глава IV

ФЮЗЕЛЯЖИ РЕАКТИВНЫХ САМОЛЕТОВ

13. Особенности устройства

В большинстве одномоторных реактивных самолетов двигатель располагается в задней части фюзеляжа; это по условиям центровки меняет всю компоновку самолета.

Кабина пилота перемещается вперед, в самую переднюю часть фюзеляжа, носовая часть которого удлинена. Крыло располагается значительно сзади передней части фюзеляжа, чем обычно. В средней части фюзеляжа, вблизи центра тяжести самолета, размещаются обычно баки с горючим. Задняя часть фюзеляжа делается отъемной для облегчения монтажа и демонтажа двигателя.

В месте расположения двигателя фюзеляж имеет значительные размеры поперечного сечения и конструкция его усилена деталями, обеспечивающими крепление двигателя. По верхней и нижней частям фюзеляжа пропускается продольный усиленный стрингер (иногда два), к которому и крепится двигатель. Кроме того, два шпангоута делаются усиленными и к ним также присоединяются узлы двигателя. По конструкции эта часть фюзеляжа всегда выполняется по типу полумонокок.

Рис. 13. Фюзеляж с реактивным двигателем

а - задняя часть фюзеляжа с двигателем в ней; 1 - средняя часть фюзеляжа; 2 - задняя часть фюзеляжа; 3 - двигатель, закрытый огнеупорными крышками, 4 - реактивное сопло; б - схема подвода воздуха к двигателю, расположенному в задней части фюзеляжа

На рис. 13, а показана задняя часть фюзеляжа с установленным в нем двигателем. Часто крепление двигателя осуществляется в средней части фюзеляжа, а задняя отъемная часть не имеет узлов крепления для него. В конце фюзеляжа размещается реактивное сопло, поэтому по форме эта часть фюзеляжа на реактивных самолетах отличается от обычной. В связи с этим рули управления на реактивных самолетах размещаются несколько выше, чем на обычных самолетах.

В целях пожарной безопасности фюзеляж изолируется от двигателя, например, асбестовыми листами.

В случае установки ТКВРД к последнему необходимо подводить весьма значительное количество воздуха. Поэтому в передней или средней части фюзеляжа устраиваются заборные патрубки, а в самом фюзеляже прокладываются воздушные каналы, подводящие воздух к двигателю. На рис. 13,б представлена схема воздушной проводки для двигателя.

На некоторых типах реактивных самолетов двигатель (или два двигателя рядом) устанавливается в средней или даже в передней части фюзеляжа (см. рис. 2, в), В этих случаях двигатель подвешивается к специальным узлам фюзеляжа, причем подвеска двигателя осуществляется без амортизаторовв, так как опасные вибрации, характерные для винтомоторной группы, отсутствуют. Обшивка, покрывающая как фюзеляж, так и двигатель, придает самолету обтекаемую форму. Конструкция фюзеляжа в этом случае может быть не только монококовая, но и ферменная.

На некоторых типах реактивных самолетов вследствие высокого расположения крыла или в связи с тонким профилем его нельзя обеспечить уборку шасси в крыло. В этом случае делают колею шасси небольшой и крепят стойки шасси к фюзеляжу, причем при уборке шасси колеса размещаются в специальных гнездах, сделанных в фюзеляже.

Иногда в конструкции фюзеляжа предусматривается усиление нижней части его для возможности вынужденной посадки с убранным шасси. На самолетах с ЖРД в целях облегчения полетного веса шасси может быть сделано сбрасывающимся при взлете. В этом случае в нижней части фюзеляжа устраивают лыжу с амортизационным устройством, на которую самолет и совершает посадку (Me-163) (подробнее об этом см. главу V).

14. Аварийные приспособления

В случае необходимости покинуть самолет при большой скорости полета возникает опасность задевания выбросившегося летчика оперением.

Кроме того, как показывают опыты, покинуть самолет обычным способом можно только при скорости полета не более 600 км/час. При скорости свыше 600 км/час летчик покидает самолет, с большим трудом вследствие огромных аэродинамических сил.

Однако покинуть самолет иногда бывает необходимо и на больших скоростях. Для этих целей применяют катапультирование летчика вместе с сиденьем. Выбрасывание сиденья вместе с летчиком осуществляется при помощи пиропатрона или иногда сжатым воздухом. При необходимости покинуть самолет летчик сбрасывает фонарь кабины, ставит ноги на специальную подножку и нажатием кнопки приводит в действие пиропатрон, которым и осуществляется катапультирование сиденья.

При катапультировании возникают весьма большие перегрузки; перегрузка, действующая на летчика в направлении голова — таз, доходит до 16—18g, но, действуя на организм в течение всего 0,1—0,2 сек., она является переносимой для организма. Перегрузки в направлении спина — грудь, вызванные торможением сиденья с летчиком, доходят до 20g и хотя они также действуют кратковременно, но являются предельными. Поэтому выбрасываться при скорости, большей 900 км/час, нельзя. На рис.14 показана схема выбрасывания из кабины сиденья вместе с летчиком.

В целях предохранения лица пилота от опасного воздействия скоростного напора при катапультировании необходимо закрывать лицо специальным щитом.

Кроме выбрасывающихся сидений, существуют проекты самолетов, где в случае аварии от самолета отделяется и спускается на парашюте вся кабина.

15. Герметические кабины

Для полета на высотах больше 8 000—9 000 м реактивные самолеты оборудуются герметическими кабинами, где поддерживается температура, давление, влажность и состав воздуха, обеспечивающие физиологически приемле-мые условия для пребывания в них человека. Из серийных самолетов герметическими кабинами оборудованы «Шутинг Стар», Hе-162 и ряд других.

Существуют три типа герметических кабин: 1) вентиляционные 2) регенерационные и 3) кислородно-вентиляционные.

В вентиляционных кабинах подача наружного воздуха производится компрессором. Из кабины воздух удаляют через специальные клапаны, регулирующие давление в кабине: при этом в кабине происходит непрерывная циркуляция воздуха (рис. 15, а).

Регенерационные кабины не имеют циркуляции воздуха. Необходимый для вдыхания кислород подается из баллона с кислородом, а воздух, насыщенный углекислотой, регенерируется при помощи химических очистителей (рис. 15,б). Эти кабины должны иметь тщательно выполненную герметизацию, так как в них нет компрессора, который мог бы возместить утечку воздуха через недостаточно герметизированные соединения.

Кабины кислородно-вентиляционного типа представляют собой промежуточный тип между первыми двумя; воздух подается в кабину компрессором, но давление в них поддерживается более низкое, чем в кабинах первого типа. Впуском добавочного кислорода из баллона поддерживается необходимое парциальное давление кислорода.

Для современных самолетов, летающих на высотах не выше 20—25 км, предпочтительнее кабины вентиляционного типа как более простые по конструкции. Однако для самолетовв будущего, полет на которых, может происходить на значительно больших высотах, единственно возможными будут кабины регенерационного типа.

Для самолетов с ЖРД, имеющих малую продолжительность полета, могут применяться кабины кислородно-вентиляционного типа.

Рис. 15. Схемы кабин:

а - схема вентиляционной кабины: 1 - фильтр воздуха; 2 - обратный клапан; 3 - запорный вентиль; 4 - регулятор подачи с трубкой Вентури; 5 - указатель расхода воздуха; 6 - ручной клапан; 7- клапан-автомат постоянного абсолютного и избыточного давления; 8 - предохранительный клапан максимального избыточного давления; 9 - обратный клапан кабины. б - схема регенирационной кабины: 1- баллон с кислородом; 2- кислородный прибор; 3- кислородная маска; 4 - балон с воздухом; 5- запорный кран; 6 - редуктор; 7 - инжектор; 8 - регенераторный патрон; 9 - клапан постоянного избыточного давления; 10 - обратный клапан кабины; 11 - ручной клапан

В этих кабинах поддерживается давление, соответствующее давлению на высоте 2 000-2 500 м. На больших высотах приходится из соображении прочности и веса кабины это давление еще уменьшать, сохраняя постоянство разности давления внутри кабины и в наружной атмосфере. В полете необходимо регулировать температуру, поддерживая ее не ниже 15° С. Скорость движения воздуха при входе в кабину вентиляционного типа составляет 1,5 - 2 м/сек.

Герметические кабины обычно представляют собой часть фюзеляжа, но иногда они делаются отдельно от фюзеляжа и затем крепятся к нему специальными узловыми соединениями.

Наиболее прочной формой кабины, испытывающей внутреннее давление, является круглый цилиндр со сферическими днищами. Однако из соображений компоновки самолетаa приходится в большей или меньшей степени отстступать от этой наивыгоднейшей формы.

Обшивка кабины приклепывается только к стрингерам, а стыковочные швы обшивки делают на стрингерах. Все швы следует делать не менее чем в два ряда, причем применяется малый шаг заклепок. Под швы прокладываются полотняные ленты, пропитанные тиоколом, морским клеем или другими аналогичными составами.

Стекла окон кабины должны обеспечивать достаточную геррметмчность, не запотевать и не замерзать. В целях герметичности стекла устанавливаются на резиновых прокладках, а для борьбы с запотеванием и замерзанием применяются двойные стекла, между которыми пропускается теплый воздух. На рис. 16, а показано устройство крепления стекол в случае выпуска воздуха из кабины между стеклами для обогрева стекол, в атмосферу и в кабину. Герметичность открывающегося фонаря кабины обеспечивается резиновыми прокладками и наличием так называемого «ножа» (рис. 16, б).

Выводы тяг, трубопроводов и электропроводки должны быть герметизированы.

На рис. 16, в показан способ вывода тяги при вращательном и поступательном движении, а на рис. 16, г — способ вывода троса при помощи густой смазки и разрезного резинового вкладыша, стянутого хомутом. Для герметизации ручки управления применяется устройство с конусной резиновой муфтой (рис. 16, д).

Во избежание излишних потерь тепла стенки кабины покрыты теплоизоляционным материалом, причем теплоизоизоляция одновременно является и звукоизоляцией.

В системе нагнетания воздуха имеются фильтры — химический и звуковой — и регулятор подачи воздуха. Регулировка давления производится двумя клапанами: 1) клапаном постоянного абсолютного давления и 2) клапаном постоянного избыточного давления. Клапан постоянного абсолютного давления (рис. 16, е) действует по принципу сильфона 1. При понижении давления в кабине сильфон растягивается и выход воздуха из кабины прекращается.

Повышение давления в кабине вследствие этого вызывает сжатие сильфона и открытие клапана 2. На больших высотах вступает в действие клапан постоянного нзбыточного давления (рис. 16, ж); который работает при помощи пружины 3. При увеличении разности давлений в кабине и в атмосфере клапан 1 откроет доступ воздуха из кабины в атмосферу, благодаря тому, что края клапана 1 отойдут от резинового кольца 2. Регулировка клапана осуществляется гайкой 6. При сжатии воздуха компрессором он нагревается, поэтому в системе воздухопроводов необходимо ставить и радиаторы и подогреватели. В зависимости от наружных условий приходится пользоваться или радиатором или подогревателем. Зная теплопроводность стенок и окон кабины, можно рассчитать баланс тепла, который надо или подводить в кабину, или отводить из нее в зависимости от высоты полета.

Дата публикации на сайте: 15.10.2012