Система из двух секций фюзеляжа самолета и соединительной структуры для соединения обшивок фюзеляжа
Система из двух секций (32, 33) фюзеляжа самолета содержит соединительную структуру для соединения обшивок (35, 36) фюзеляжа с созданием поперечного шва. Соединительная структура включает поперечную стыковую накладку (37), кольцевые шпангоуты (41), стрингеры (38, 39), опорный фланец (46) и фланец (48) под шпангоут. Секции с внутренней стороны имеют множество расположенных на обшивке (35, 36) ячеек фюзеляжа стрингеров (38, 39), а также кольцевые шпангоуты (41). Соединительный элемент соединяет расположенные напротив друг друга стрингеры (38, 39) кольцевым шпангоутом (41), а также обшивками (35, 36) ячеек фюзеляжа или же стыковой накладкой (37). Изобретение направлено на уменьшение количества соединительных элементов. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к системе из двух секций фюзеляжа самолета и соединительной структуры для соединения обшивок фюзеляжа.
Документы US-A-3600016, ЕР-А-0048191, ЕР-А-1127785 и GB-A-2074117 описывают соединительный элемент, содержащий опорный фланец, для соединения двух элементов придания продольной жесткости подлежащего соединению фюзеляжа.
Современные самолеты, и прежде всего пассажирские самолеты, в настоящее время изготавливаются преимущественно из секций. При этом множество предварительно изготовленных, бочкообразных секций фюзеляжа с образованием окружных поперечных швов соединяются для образования полной ячейки фюзеляжа самолета. Каждая секция фюзеляжа содержит множество, предпочтительно равномерно, расположенных друг за другом кольцевых шпангоутов, которые облицованы окружной обшивкой ячейки фюзеляжа. Для дополнительного повышения жесткости секции фюзеляжа между каждыми двумя кольцевыми шпангоутами с обшивкой ячейки фюзеляжа соединено множество элементов придания продольной жесткости. Элементы придания продольной жесткости, в случае с которыми, как правило, речь идет о так называемых «стрингерах» или же стрингерных профилях, проходят по существу параллельно продольной оси секции фюзеляжа и расположены с внутренней стороны по периметру секции фюзеляжа на равномерном расстоянии друг от друга. Проходящие параллельно друг другу элементы придания продольной жесткости или же стрингерные профили могут иметь Z-образную, L-образную, Ω-образную или другие геометрии поперечного сечения. Как обшивка ячейки фюзеляжа, так и кольцевые шпангоуты и элементы придания продольной жесткости могут быть изготовлены из алюминиевого сплава, армированного волокнами синтетического материала, например, такого, как армированная углеродными волокнами эпоксидная смола, или могут быть выполнены в так называемой гибридной конструкции из комбинации указанных материалов. Для соединения двух секций фюзеляжа с образованием в каждом случае одного окружного поперечного шва требуется множество других деталей.
Сначала обшивки ячеек фюзеляжа соединяются, предпочтительно встык, с помощью, по меньшей мере, участками, окружающей поперечной стыковой накладки.
Расположенный в области поперечного шва окружной кольцевой шпангоут с помощью множества расположенных по периметру на кольцевом шпангоуте планок, так называемых «соединительных планок», соединяется с поперечной стыковой накладкой и, по меньшей мере, одной из обеих стыкующихся обшивок ячейки фюзеляжа. И остальные кольцевые шпангоуты вне областей поперечного шва секции фюзеляжа также могут быть присоединены к обшивке ячейки фюзеляжа такими «соединительными планками». Соответственно противолежащие стрингеры в области поперечного шва соединяются множеством стрингерных сцепок. Кроме того, при применяемой в настоящее время соединительной технике для поперечного стыкового соединения двух секций фюзеляжа предусмотрено множество опорных элементов, посредством которых осуществляется опора кольцевого шпангоута в области поперечного шва от опрокидывания относительно обшивки ячейки фюзеляжа. Все указанные детали относительно структурных элементов соединяемых секций фюзеляжа должны быть точно расположены, максимально точно просверлены и прочно соединены друг с другом подходящими соединительными элементами. Кроме того, прежде всего опорные угольники, а также стрингерные сцепки для каждого поперечного стыкового соединения между двумя секциями фюзеляжа должны иметься в наличии и монтироваться в количестве, которое, как правило, соответствует количеству встроенных в секции фюзеляжа стрингеров. При этом необходимо дополнительно учитывать то, что количество требующихся для придания жесткости секции фюзеляжа стрингеров, в целом, увеличивается пропорционально размерам их поперечного сечения, так что трудоемкость монтажа в случае с ячейками фюзеляжа с большими размерами поперечного сечения значительно возрастает. Кроме того, все просверливаемые отверстия должны быть подвергнуты трудоемким процедурам по их уплотнению и защите от коррозии.
В качестве соединительных элементов, в каждом случае в зависимости от применяемых для стыкуемых секций фюзеляжа видов материалов, рассматриваются, например, заклепочные элементы или винты. В качестве альтернативы могут находить применение термические способы соединения. Армированные волокнами синтетические материалы могут, в качестве альтернативы, соединяться клеевыми соединениями, так что проделывания крепежных отверстий не требуется.
Задача изобретения заключается в том, чтобы предложить соединительный элемент для стрингеров, благодаря которому количество соединительных элементов для получения поперечного стыкового соединения между двумя соединяемыми секциями фюзеляжа может быть уменьшено для того, чтобы свести к минимуму трудоемкость монтажа секций фюзеляжа в полную ячейку фюзеляжа для самолетов.
Эта задача решена посредством соединительного элемента с признаками пункта 1 формулы изобретения. Другие варианты осуществления изобретения изложены в зависимых пунктах формулы.
Согласно изобретению, прежде всего, предусмотрен соединительный элемент с опорным фланцем для присоединения двух соединяемых элементов придания продольной жесткости и расположенным на опорном фланце и проходящим под углом к нему фланцем под шпангоут для присоединения кольцевого шпангоута. Прежде всего, средние плоскости опорного фланца и фланца под шпангоут могут проходить перпендикулярно друг другу. Опорный фланец и фланец под шпангоут выполнены, прежде всего, в форме пластины и могут быть изготовлены, прежде всего, монолитно.
За счет того, что соединительный элемент имеет опорный фланец для присоединения двух соединяемых элементов придания продольной жесткости, прежде всего двух стрингеров, и расположенный под углом к нему и, прежде всего по существу перпендикулярно, фланец под шпангоут для присоединения кольцевого фланца, не требуется отдельного встраивания опорных угольников для предохранения кольцевого шпангоута от бокового опрокидывания по отношению к обшивке ячейки фюзеляжа более, благодаря чему значительно снижается необходимая трудоемкость монтажа для получения поперечного стыкового соединения между двумя секциями фюзеляжа с образованием окружного поперечного шва. Соединительный элемент согласно изобретению для соединения стрингеров перенимает в одной единой детали в равной степени функцию соединения стрингеров, присоединения стрингеров к обшивке ячейки фюзеляжа или же поперечной стыковой накладке и дополнительного предохранения кольцевого шпангоута от опрокидывания.
Механическое соединение стрингеров происходит посредством соединительного элемента согласно изобретению по существу только лишь в нижней области стрингеров.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления одна продольная сторона опорного фланца переходит по существу в треугольный и стоящий по существу перпендикулярно, то есть под углом 90°±15°, элемент поверхности или соединительную деталь, к которой под углом, и прежде всего под углом 90°±15°, примыкает фланец под шпангоут.
В одном варианте осуществления изобретения опорный фланец выполнен, прежде всего, в виде продолговатой пластины, и от одного края опорного фланца простирается также имеющая форму пластины соединительная деталь. Средние плоскости опорного фланца и соединительной детали проходят под углом, и прежде всего под углом 90°±15°, друг к другу Прежде всего, соединительная деталь между областью примыкания соединительной детали и опорного фланца и областью примыкания соединительной детали и фланца под шпангоут имеет две свободные (открытые) кромочные линии, которые проходят соответственно от кромки опорного фланца до кромки фланца под шпангоут. При этом открытые кромочные линии проходят, прежде всего, под углом друг к другу, и при этом свободные кромочные линии выполнены на участках прямолинейными, и их направления, начиная от опорного фланца, проходят под острым углом навстречу друг другу. Одна или обе открытые кромочные линии могут проходить также криволинейно, при этом указанные выше направления являются направлениями из основных линий соответствующей кромочной линии.
Опорный фланец, фланец под шпангоут и расположенная между ними соединительная деталь выполнены, прежде всего, в форме пластины и вместе могут образовывать, прежде всего изготовленную монолитной, деталь.
Эта конфигурация обеспечивает возможность простого изготовления соединительного элемента, которое, например, в том случае, когда соединительный элемент изготовлен из алюминиевого сплава, наряду с другими стадиями обработки, прежде всего обработки резанием, включает в себя всего лишь две стадии пластической деформации для образования опорного фланца и фланца под шпангоут.
Кроме того, относительно небольшое число расположенных перпендикулярно друг другу поверхностей соединительного элемента позволяет осуществлять изготовление из армированного волокнами синтетического материала, при этом армирующие волокна ориентированы, предпочтительно, в направлении силового потока.
В одном варианте осуществления соединительного элемента предусмотрено, что элемент поверхности для образования фланца под шпангоут расположен по существу в середине на опорном фланце. Вследствие этого расположения является возможным статически благоприятное введение улавливаемых опрокидывающие моментов кольцевого шпангоута в опорный фланец соединительного элемента и, тем самым, и в стрингеры, а также расположенную ниже обшивку ячейки фюзеляжа.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления соединительный элемент выполнен монолитным и, прежде всего, изготовлен монолитным. За счет этого значительно уменьшается необходимое для получения поперечного стыкового соединения между двумя секциями фюзеляжа количество деталей, которое должно быть в наличии, и трудоемкость монтажа сводится к минимуму.
Еще одно усовершенствование соединительного элемента предусматривает, что соединительный элемент уже при изготовлении снабжен несколькими или многими точно расположенными отверстиями для ввода соединительных элементов. Выполненные с точным предварительным расположением отверстия облегчают выравнивание соединительного элемента в области поперечного шва при соединении секций фюзеляжа. Наряду с этим, отверстия могут способствовать направлению сверлильного инструмента при проделывании необходимых крепежных отверстий в структурных элементах секций фюзеляжа. В случае со структурными элементами речь идет, в частности, об обеих подлежащих соединению, предпочтительно встык, обшивках ячейки фюзеляжа, кольцевых шпангоутах, планках для присоединения кольцевых шпангоутов к обшивкам ячейки фюзеляжа или же поперечным стыковым накладкам, самих поперечных стыковых накладках и стрингерах или же элементах придания продольной жесткости. В то же время, благодаря предварительно проделанным отверстиям уменьшается количество подлежащей удалению стружки, и снижается трудоемкость монтажа. Кроме того, множество отверстий, которые проделываются в виде растра отверстий внутри соединительного элемента, позволяют производить в широких пределах изменяемое по месту закрепление соединительного элемента или же пространственно гибкое присоединение структурных элементов к соединительному элементу.
В соответствии с еще одним конструктивным вариантом соединительного элемента предусмотрено, что элемент поверхности имеет удлинительный фланец, прежде всего, для бокового присоединения стрингеров с Т-образной или Z-образной геометрией поперечного сечения, при этом удлинительный фланец расположен на опорном фланце по существу вертикально. Этот конструктивный вариант соединительного элемента, дополнительно к соединению стрингеров между собой в области основания стрингеров и с обшивкой ячейки фюзеляжа или же поперечными стопорными накладками, обеспечивает возможность соединения между по меньшей мере одной расположенной по существу перпендикулярно к обшивке ячейки фюзеляжа боковой стороной стрингера с соединительным элементом, за счет чего, в случае необходимости, дополнительно повышается предельная механическая нагрузка соединенных соединительным элементом стрингеров.
Кроме того, согласно изобретению предусмотрена комбинация из элемента придания продольной жесткости, кольцевого шпангоута и соединительного элемента в одном конструктивном варианте согласно изобретению.
На чертеже показано на:
фиг.1 соединительный элемент для элементов придания продольной жесткости, прежде всего стрингеров, в области поперечного шва между двумя подлежащими соединению секциями фюзеляжа,
фиг.2 один конструктивный вариант соединительного элемента,
фиг.3 вид в перспективе первого конструктивного варианта во встроенном состоянии в области поперечного шва между двумя соединенными секциями фюзеляжа.
На чертеже одинаковые конструктивные элементы могут соответственно иметь одно и то же ссылочное обозначение.
На фиг.1 показан соединительный элемент согласно изобретению в виде в перспективе. Монолитный соединительный элемент 1 имеет: продолговатый опорный фланец 2 с предпочтительно параллельными продольными краями для присоединения не показанного на фиг.1 элемента придания продольной жесткости, прежде всего стрингера, а также фланец 3 под шпангоут для присоединения непоказанного кольцевого шпангоута в секции фюзеляжа самолета. Фланец 3 под шпангоут примыкает под углом 4 примерно 90°, прежде всего 90°±15°, к предпочтительно по существу треугольному элементу 5 поверхности или имеющей форму пластины соединительной детали. В свою очередь, элемент 5 поверхности примыкает под углом 6 приблизительно 90°, прежде всего 90°±15°, к опорному фланцу 2. Соединительная деталь 5 расположена между фланцем 3 под шпангоут и опорным фланцем 2. Прежде всего, опорный фланец 2 может иметь по существу прямоугольную геометрию с двумя проходящими параллельно друг другу продольными краями, то есть продольными кромками или продольными сторонами 7, 8, при этом фланец 3 под шпангоут или же прежде всего треугольный элемент 6 поверхности примыкают к (задней) продольной стороне 7. На продольном краю 7 опорного фланца, от которого простирается соединительная деталь 5, предусмотрен загиб 9 вверх для повышения прочности опорного фланца 2 на изгиб, от края которого простирается соединительная деталь 5. Предпочтительно, ширина загиба составляет менее 20% ширины опорного фланца 2. Предпочтительно, загиб предусмотрен под углом 90°±15°.
Элемент 5 поверхности содержит наклоненную относительно направления продольного края 8 опорного фланца 2, то есть проходящую под углом, скошенную кромку 10, проходящую перпендикулярно относительно направления продольного края 7 или под углом 90°±15° к нему заднюю кромку 11, а также проходящую под углом и, прежде всего, примерно перпендикулярно (90°±15°) к опорному фланцу 2 (его средней плоскости) кромочную линию 12, на которой фланец 3 под шпангоут примыкает к элементу 5 поверхности или в которой фланец 3 под шпангоут переходит в элемент 5 поверхности. Прежде всего, направление кромочной линии 10 проходит под углом 90°±15° к средней плоскости опорного фланца на его продольной протяженности. Кромочная линия 12 проходит приблизительно в области делящей опорный фланец 2 пополам средней линии 13, то есть продолжение кромочной линии 10 попадает на плоскость опорного фланца в области 20% продольной протяженности опорного фланца сбоку от его средней линии относительно его продольной протяженности. Описанное расположение треугольного элемента 5 поверхности или же расположенного на нем фланца 3 под шпангоут на опорном фланце 2 обеспечивает возможность статически благоприятного ввода опрокидывающих моментов, начинаясь от фланца 3 под шпангоут, вводятся в соединительный элемент 1 или же опорный фланец 2.
Как опорный фланец 2, так и фланец 3 под шпангоут снабжены множеством отверстий, из которых ссылочное обозначение имеет только одно отверстие 14, репрезентативное для остальных. Предпочтительно, отверстия 14 проделаны в опорном фланце 2 и фланце 3 под шпангоут в форме растра для того, чтобы обеспечить возможность изменяемого по месту расположения соединительного элемента 1 и/или гибкого присоединения других деталей к соединительному элементу 1. Отверстия служат для направления насквозь не показанных на фиг.1 соединительных элементов, например таких как заклепки, винты или тому подобное. В качестве альтернативы, соединительный элемент может быть соединен с другими деталями конструкции ячейки фюзеляжа и с помощью термической сварки.
Соединительный элемент 1 может быть изготовлен из алюминиевого сплава, титанового сплава, высококачественного стального сплава, армированного волокнами синтетического материала, материала Glare© или любого сочетания указанных материалов. В случае с материалом Glare© речь идет о многослойной структуре, в которой слои алюминиевого сплава склеены между собой простирающимися по всей поверхности склеивающими слоями. Предпочтительно, в качестве армированных волокнами синтетических материалов рассматриваются армированные углеродными волокнами эпоксидные смолы. Склеивающие слои могут быть образованы, например, из армированной стекловолокном полиэфирной или эпоксидной смолы.
На фиг.2 показан один конструктивный вариант соединительного элемента согласно изобретению. Среди прочего, соединительный элемент 15 содержит опорный фланец 16 и фланец 17 под шпангоут, которые выполнены в форме пластин. Фланец 17 под шпангоут примыкает под углом 18 к приблизительно треугольному элементу 19 поверхности. Между элементом 19 поверхности и опорным фланцем 16 имеется угол 20 в 90°±15°, то есть средние плоскости, при рассмотрении в их продольной протяженности, расположены под углом 90°±15° друг к другу. Предпочтительно, опорный фланец 16 имеет форму прямоугольника с двумя проходящими параллельно друг другу продольными сторонами 21, 22 и не снабженными на фигуре ссылочными обозначениями поперечными сторонами, при этом в области на виде сверху фиг.2 левой продольной стороны 21 предусмотрен загиб 23 вверх. Загиб представляет собой проходящую в своей средней плоскости под углом к средней плоскости остальной части или основного корпуса опорного фланца краевую область опорного фланца, при этом краевая область проходит вдоль бокового края и, предпочтительно, с постоянной шириной. Элемент поверхности или соединительная деталь 19 имеет: простирающуюся между соседним продольным краем опорного фланца и боковым краем фланца под шпангоут открытую скошенную кромку 24, а также проходящую, предпочтительно, под углом 90°±15°, и прежде всего 90°, к средней плоскости опорного фланца 16 заднюю кромку, а также проходящую относительно средней плоскости опорного фланца 16, при рассмотрении в его продольном направлении, под углом 90°±15°, и прежде всего 90°, кромочную линию 26. Скошенная кромка 24 может проходить под углом от 30 до 60° к средней плоскости опорного фланца 16, при рассмотрении в его продольном направлении. Кромочная линия 26 образует «воображаемую» разделительную линию между фланцем 17 под шпангоут и элементом 19 поверхности, то есть в кромочной линии фланец 17 под шпангоут и элемент 19 поверхности, которые образованы или изготовлены монолитными друг с другом, переходят друг в друга. Воображаемое в направлении вниз, то есть к средней плоскости опорного фланца 16, продолжение кромочной линии 26 попадает в область опорного фланца, которая в продольном направлении по обе стороны от средней линии 27 продольной протяженности, которая делит опорный фланец 16 пополам, простирается на 20% продольной протяженности. Вследствие показанного расположения элемента 19 поверхности на опорном фланце 16 происходит эффективный перевод действующих на фланце 17 под шпангоут моментов и сил на опорный фланец 16. Как опорный фланец 16, так и фланец 17 под шпангоут снабжены множеством отверстий 28.
В отличие от уже описанного в рамках фиг.1 конструктивного варианта соединительного элемента 1 соединительный элемент 15 - при в прочем сходной конструкции - имеет удлинительный фланец 29 с несколькими отверстиями 30. Удлинительный фланец 29 расположен в области соединения между более длинным открытым краем соединительной детали 19 и прилегающим продольным краем опорного фланца 16 и изготовлен монолитно с опорным фланцем 16 и соединительной деталью 19. Предпочтительно, в области элемента 19 поверхности и удлинительного фланца 29 опорный фланец 16 имеет по существу L-образную геометрию поперечного сечения, в то время как геометрия поперечного сечения опорного фланца 16 в остальных областях - не считая незначительного загиба 23 вверх - по существу является прямоугольной. Удлинительный фланец 29 представляет собой практически одностороннее «продолжение» по существу треугольного элемента 19 поверхности. В случае склеивания, по меньшей мере участками, соединительного элемента 15 необходимость в отверстиях 18, 30 может отпасть, по меньшей мере частично.
Посредством удлинительного фланца 29 является возможным соединять с соединительным элементом 15 не показанные на фиг.1, 2 стрингерные профили в качестве элементов придания продольной жесткости в секциях фюзеляжа (ср. фиг.3) не только в области основания стрингера, но и дополнительно в области расположенной по существу перпендикулярно к основанию стрингера боковой стороны стрингера для того, чтобы тем самым повысить механическую предельную механическую нагрузку или же жесткость соединения соединяемых посредством соединительного элемента 15 стрингеров в области поперечного шва между двумя соединяемыми секциями фюзеляжа.
В отношении применимых для изготовления соединительного элемента 15 материалов можно обратиться к изложенным выше в рамках описания соединительного элемента 1 пояснениям (ср. фиг.1).
На фиг.3 показан выполненный в соответствии с изображением фиг.1 соединительный элемент во встроенном состоянии в области поперечного шва между двумя секциями фюзеляжа конструкции ячейки фюзеляжа самолета в виде в перспективе. Помимо прочего, конструкция 31 ячейки фюзеляжа содержит две секции 32, 33 фюзеляжа, которые соединены в области поперечного шва 34. Обшивки 35, 36 ячейки фюзеляжа обеих секций 32, 33 фюзеляжа соединены с помощью обычной поперечной стыковой накладки 37 с одновременным созданием поперечного шва 34. На обшивках 35, 36 ячейки фюзеляжа расположено или же закреплено множество стрингеров 38, 39 в качестве элементов придания продольной жесткости. Стрингеры 38, 39 находятся на одной линии в области поперечного шва 34, что в прочем также относится и к другим парам стрингеров в области поперечного шва, чтобы обеспечить в значительной степени не имеющего напряжений соединение посредством соединительных элементов согласно изобретению.
В области поперечного шва 34 предусмотрено несколько (соединительных) планок (так называемых «cleats»), из которых только одна планка 40 снабжена ссылочным обозначением. Кольцевой шпангоут 41 или же сегмент кольцевого шпангоута посредством множества заклепочных элементов, из которых лишь один заклепочный элемент, представляющий остальные, снабжен ссылочным обозначением 42, через планки 40 и расположенную под ними поперечную стыковую накладку 37 соединен с обшивками 35, 36 ячейки фюзеляжа.
Стрингеры 38, 39 имеют геометрию поперечного сечения в виде перевернутой буквы Т. Так, например, средний передний стрингер 38 - репрезентативный для всех остальных - имеет перпендикулярное ребро 43, которое на нижнем конце снабжено примыкающими с обеих сторон, соответственно противоположно направленными опорными фланцами 44, 45.
Правый опорный фланец 45 стрингера 38 соединен с опорным фланцем 46 соединительного элемента 47. Фланец 48 под шпангоут соединительного элемента 47 соединен с планкой 40 или же кольцевым шпангоутом 41. Конструктивное построение соединительного элемента 47 идентично конструктивному построению уже объясненного в рамках описания соединительного элемента 1 по фиг.1. Через по существу треугольный элемент 49 поверхности опрокидывающие моменты и силы кольцевого шпангоута 41 перенаправляются в направлении стрелки 50 от фланца 48 под шпангоут посредством элемента 49 поверхности на опорный фланец 46 соединительного элемента 47. Предпочтительно, механическое соединение между соединительным элементом 47, правым опорным фланцем 45 стрингера 38 и расположенной под ним обшивкой 35 ячейки фюзеляжа осуществляется с помощью заклепочных элементов, из которых ссылочным обозначением снабжен один заклепочный элемент 51, репрезентативный для всех остальных. Таким же образом происходит присоединение фланца 48 под шпангоут к планке 40 или же проходящему под ней кольцевому шпангоуту 41. Предпочтительно, все заклепочные элементы 42, 51 или же отверстия под заклепочные элементы 42, 51 расположены в виде растра для того, чтобы обеспечить возможность расположенного в клетку или же ступенчато, изменяемого по месту крепления соединительного элемента 47 относительно остальных деталей конструкции 31 ячейки фюзеляжа. Левый опорный фланец 44 переднего стрингера 38 посредством простого, прямоугольного или же имеющего форму полосы соединительного элемента 52 (частично закрытого) соединен с задним стрингером 39 с помощью множества заклепочных элементов 53.
Вместо заклепочных элементов 42, 51, 53 в качестве соединительных элементов могут быть применены, например, винты, зажимные соединения или тому подобное. В качестве альтернативы, является также возможным, по меньшей мере частичное, склеивание по меньшей мере части описанных выше, представляющих собой конструкцию 31 ячейки фюзеляжа деталей (обшивок ячейки фюзеляжа, стрингеров, кольцевого шпангоута, планок, соединительных элементов). Все детали конструкции 31 ячейки фюзеляжа могут быть изготовлены, например, из алюминиевого сплава, титанового сплава, высококачественного стального сплава, армированного волокнами синтетического материала или любого их сочетания. В качестве армированных волокнами синтетических материалов рассматриваются, прежде всего, армированные углеродными волокнами эпоксидные смолы.
Альтернативный конструктивный вариант соединительного элемента 15 в соответствии с фиг.2 с удлинительным фланцем в области элемента поверхности, кроме чисто присоединения опорного фланца стрингера, также обеспечивает возможность механического присоединения перпендикулярно расположенного ребра стрингера или же перпендикулярной (боковой) стороны. Поэтому этот конструктивный вариант предусмотрен, прежде всего, в случае статической потребности для стрингеров с геометрией поперечного сечения в виде перевернутой буквы Т или Z-образного (так называемое «присоединение ребра стрингера»).
С помощью соединительных элементов 1, 15, 47 для соединения стрингеров в единой детали одновременно осуществляется функция соединения стрингеров, присоединения стрингеров к обшивке ячейки фюзеляжа или же к поперечной стыковой накладке и предохранения от опрокидывания кольцевого шпангоута в области поперечной стыковой накладки между секциями фюзеляжа, так что количество соединяемых деталей при создании поперечного стыка между двумя секциями фюзеляжа уменьшается, и равным образом снижается трудоемкость монтажа.
1. Система из двух секций (32, 33) фюзеляжа самолета и соединительной структуры (1, 15, 47, 37, 40, 41) для соединения обшивок (35, 36) фюзеляжа с созданием поперечного шва (34), при этом соединительная структура включает в себя:
- поперечную стыковую накладку (37), которая наложена на границе друг с другом крайних участков обшивок (35, 36) ячейки фюзеляжа для их соединения вдоль поперечного шва (34) и соединяет крайние участки друг с другом,
- проходящий в направлении стыкового соединения кольцевой шпангоут (41) или же сегмент кольцевого шпангоута, который на внутренней стороне поперечной стыковой накладки (37) через множество планок (40) соединен с поперечной стыковой накладкой (37),
- множество проходящих вдоль друг друга и расположенных вдоль стыкового соединения соответственно друг рядом с другом стрингеров (38, 39), которые в каждом случае на внутренней стороне соответственно одной из обшивок (35, 36) ячейки фюзеляжа с ними соединены,
- соединительный элемент (1, 15, 47) с опорным фланцем (2), направленные противоположно друг другу концевые участки которого соединяют соответственно направленные друг на друга и соединенные в каждом случае с обшивкой (35, 36) ячейки фюзеляжа стрингеры (38, 39), и с фланцем (3) под шпангоут, который соединен с кольцевым шпангоутом (41),
при этом опорный фланец (2) соединительного элемента (1, 15, 47) простирается между стыковой накладкой (37) и кольцевым шпангоутом (41) или элементом кольцевого шпангоута и поперечно к последнему, так что его концевые участки соединяют два соединенные с соответственно разными обшивками (35, 36) ячейки фюзеляжа стрингера (38, 39).
2. Система из двух секций (32, 33) фюзеляжа самолета и соединительной структуры (1, 15, 47, 37, 40, 41) по п.1, отличающаяся тем, что продольная сторона (7, 8, 21, 22) опорного фланца (2, 16, 46) соединительного элемента (1, 15, 47) переходит в треугольный и отстоящий элемент (5, 19, 49) поверхности, к которому примыкает под углом около 90° фланец (3, 17, 48) под шпангоут.
3. Система из двух секций (32, 33) фюзеляжа самолета и соединительной структуры (1, 15, 47, 37, 40, 41) по п.1, отличающаяся тем, что элемент (5, 19, 49) поверхности расположен по центру на опорном фланце (2, 19, 46).
4. Система из двух секций (32, 33) фюзеляжа самолета и соединительной структуры (1, 15, 47, 37, 40, 41) по п.1, отличающаяся тем, что соединительный элемент (1, 15, 47) выполнен монолитным.
5. Система из двух секций (32, 33) фюзеляжа самолета и соединительной структуры (1, 15, 47, 37, 40, 41) по п.1, отличающаяся тем, что стрингеры (38, 39) расположены в области поперечного шва (34) соответственно противолежащими друг другу.
6. Система из двух секций (32, 33) фюзеляжа самолета и соединительной структуры (1, 15, 47, 37, 40, 41) по п.1, отличающаяся тем, что соединительный элемент (1, 15, 47) снабжен множеством отверстий (14, 28, 30) для вставки соединительных элементов, прежде всего заклепочных элементов (42, 51, 53), для присоединения элементов придания продольной жесткости, прежде всего стрингеров (38, 39), и кольцевого шпангоута (41).
7. Система из двух секций (32, 33) фюзеляжа самолета и соединительной структуры (1, 15, 47, 37, 40, 41) по п.1, отличающаяся тем, что элемент (19) поверхности имеет отстоящий от него удлинительный фланец (29) для, прежде всего бокового, прежде всего боковой стороной, присоединения стрингеров (38, 39) с Т-образной или Z-образной геометрией поперечного сечения, при этом удлинительный фланец (29) расположен на опорном фланце (16), по существу, перпендикулярно.
8. Система из двух секций (32, 33) фюзеляжа самолета и соединительной структуры (1, 15, 47, 37, 40, 41) по п.1, отличающаяся тем, что соединительный элемент (1, 15, 47) образован из армированного волокнами синтетического материала и/или металлического сплава.
9. Система из двух секций (32, 33) фюзеляжа самолета и соединительной структуры (1, 15, 47, 37, 40, 41) по п.8, отличающаяся тем, что металлический сплав представляет собой алюминиевый сплав, титановый сплав, высококачественный стальной сплав или их комбинацию.
10. Система из двух секций (32, 33) фюзеляжа самолета и соединительной структуры (1, 15, 47, 37, 40, 41) по п.8, отличающаяся тем, что соединительный элемент (1, 15, 47) выполнен из материала Glare©.
11. Система из двух секций (32, 33) фюзеляжа самолета и соединительной структуры (1, 15, 47, 37, 40, 41) по п.1, отличающаяся тем, что стрингеры (38, 39) имеют Т-образную, Z-образную или Ω-образную геометрию поперечного сечения.
