Каркас фюзеляжа

Общие сведения о конструкции фюзеляжа

Фюзеляж самолета Ан-2 предназначен для размещения экипажа, пассажиров, грузов, оборудования, крепления к нему крыла, оперения, двигателя.

Фюзеляж (рис. 2.2) цельнометаллический, состоит из каркаса и работающей обшивки. Фюзеляж имеет преимущественно прямоугольное сечение, обтекаемые внешние обводы. В нижней части фюзеляжа между шпангоутами №5 и №10 расположен центроплан. Центроплан 16 выполнен как крыло малого удлинения, имеет обводы аналогичные нижнему крылу. Центроплан предназначен для крепления нижнего крыла и шасси самолета.

Конструкция фюзеляжа обеспечивает технологическое его расчленение при изготовлении на три основных отсека: передний отсек от шпангоута № 1 до 5, средний отсек от шпангоута № 5 до 15 и задний отсек от шпангоута № 15 до 26. Такое технологическое расчленение фюзеляжа дает возможность производить сборку отсеков в отдельных независимых приспособлениях (стапелях).

В переднем отсеке фюзеляжа между шпангоутами № 1 и 5 оборудована кабина пилотов, в которой свободно размещается экипаж из двух человек. Кабина пилотов имеет фонарь с большой площадью остекления, обеспечивающий летчикам хороший обзор. Между шпангоутами № 5 и 15 расположена грузовая кабина и между шпангоутами фюзеляжа № 15 и 23 расположен хвостовой отсек, который для перевозки грузов не предназначен и служит как вспомогательное помещение. Кабина пилотов и грузовая кабина оснащены системами обогрева и вентиляции.

Каркас фюзеляжа

Каркас фюзеляжа (рис. 2.3) состоит из поперечного и продольного наборов, каркаса пола кабин фюзеляжа, элементов жесткости хвостовой установки и килевой части, а также окантовки двери грузовой кабины.

Поперечный набор фюзеляжа состоит из 26 шпангоутов, дужки крепления доски приборов и рамок усиления выреза под дверь грузового отсека. Шпангоуты делятся на две группы: силовые и типовые. Силовыми являются шпангоуты №№ 1, 4, 5, 6, 8,

23, 25 и 26. Силовые шпангоуты несут на себе узлы крепления отъемных частей самолета и подвержены большим сосредоточенным нагрузкам, которые они передают на тонкостенный фюзеляж без перегрузки отдельных его элементов. Силовые шпангоуты выполнены из набора прессованных профилей, листов и стенок.

Ш п а н г о у т № 1 (рис.2.2 поз.1) имеет круглую форму с лунообразными вогнутостями справа под выпускную трубу и снизу под маслорадиатор. Контур шпангоута выполнен из уголкового прессованного профиля, к которому прикреплена стенка из листа толщиной 0, 8 мм. Стенка шпангоута, усиленная прессованными и катаными профилями, одновременно является и противопожарной перегородкой с герметизированными вырезами под тяги управления двигателем. Вверху на шпангоуте монтируются кронштейны для крепления маслобака и с п р а в а — узлы крепления выпускной трубы. В средней части шпангоута монтируются кронштейны качалок управления двигателем и створками капотов и внизу — кронштейн (рамка) для крепления

маслорадиатора.

Шпангоут № 4 (рис. 2.5) является неполным. Контур шпангоута склепан из двух прессованных уголковых профилей. В нижней части шпангоута к контуру кницами и наклонными прессованными иголками приклепана балка таврового сечения и стенка толщиной 1 мм с круглыми отбортованными отверстиями для облегчения. Стенка подкреплена стойками швеллерного сечения. Боковины шпангоута доведены до фонаря кабины пилотов и закреплены на верхних лонжеронах фюзеляжа. Снизу на шпангоуте приклепан внутренний узел из сплава АК6 для крепления стального башмака передних подкосов шасси. Башмак 3 крепится к шпангоуту № 4 восемью болтами диаметром 8, 2 мм. На шпангоуте № 4 монтируется противопожарный баллон.

Шпангоут № 5 (рис.2.2 поз.3) отделяет кабину пилотов от пассажирской или грузовой кабины. К контуру шпангоута уголкового профиля приклепана стенка толщиной 0, 8 мм подкрепленная профилями. Контур шпангоута в верхней части по стрингеру № 15 имеет разрез для прохода верхних лонжеронов фюзеляжа. В стенке шпангоута вмонтирована входная дверь в кабину пилотов. Проем для двери окантован прессованными профилями швеллерного сечения, на которых закреплены кронштейны направляющих сидений пилотов. В верхней части к шпангоуту крепится каркас фонаря кабины пилотов, в средней части — две швеллерные балки

пола кабины пилотов.

Шпангоуты № 6 и 8 (рис.2.6) по своей конструкции аналогичны между собой и служат для крепления крыльев самолета. В верхней части на шпангоутах при помощи болтов монтируются стыковые узлы крепления отъемных частей нижнего крыла. В нижней части шпангоуты развиты в лонжероны центроплана, на которых монтируются узлы крепления отъемных частей нижнего крыла.

Шпангоуты № 23 и 25 (рис. 2.8) несут на себе в верхней части соответственно передние и задние узлы крепления стабилизатора.

Узлы изготовлены из стальных пластин толщиной 1, 5 и 2 мм, сваренных между собой. Узлы закреплены на шпангоутах при помощи стальных и дюралюминиевых заклепок.

Шпангоут № 26 (рис. 2.9) является замыкающим шпангоутом фюзеляжа и состоит из контурного гнутого профиля толщиной 1, 5 мм, к которому приклепана отбортованная стенка толщиной 1, 2 мм с круглыми отверстиями для облегчения. На шпангоуте установлен кронштейн из сплава АК6 с вмонтированными в него радиально-упорным шарикоподшипником для крепления руля направления

4Продольный набор (см.рис.2.2 и 2.3) состоит из четырех лонжеронов, 50 стрингеров, подкрепляющих бульбуголков и катаных швеллеров. В передней части фюзеляжа между шпангоутами № 1 и 6 в верхней части и между шпангоутами № 1 и 5 в

нижней части по направлению стрингеров № 5 и 15 установлены прессованные профили швеллерного сечения размером 40x25x3 мм, являющиеся лонжеронами фюзеляжа. Верхние лонжероны соединяют боковины шпангоутов № 2, 3 и 4 и проходят через гнезда шпангоута № 5, на котором крепятся при помощи кронштейна из сплава АК6 заклепками. Нижние лонжероны у силовых шпангоутов № 4 и 5 разрезаны и соединены с ними при помощи фрезерованных башмаков на болтах и заклепках. У шпангоутов № 2 и 3 лонжероны имеют сфрезерованную полку и крепятся к ним уголками на заклепках. Стрингеры фюзеляжа, состоящие из дюралюминиевых прессованных профилей (уголок 12х12х1 мм), расположены равномерно по образующим фюзеляжа и вложены в стандартные прорези шпангоутов, имеющие подсеченный бортик; профили не разрезаются при пересечении типовых шпангоутов. К шпангоуту стрингер крепится совместно с обшивкой одной заклепкой. При подходе к силовым шпангоутам и силовым элементам

конструкции стрингеры разрезаются, подсекаются на них и крепятся к ним совместно с обшивкой при помощи заклепок. В напряженных зонах стрингеры с силовыми элементами связываются еще дополнительной кницей. Между шпангоутами № 4 и 6 стрингеры № 1, 2, 3 и 8 дополнительно подкреплены бульбуголками. Такими же бульбуголками подкреплены стрингеры № 0, 2, 4, 5, б, 7, 9 и 11 хвостовой части фюзеляжа между шпангоутами № 15 и 21, а также стрингеры № 4, 5 и 18 между шпангоутами № 11 и 15 у окантовки двери грузового отсека. Бульбуголки установлены также в зоне выреза под дверь грузового отсека по стрингерам от №6 до 17 включительно между шпангоутами № 10, 11 и 15, 16. Подкрепляющие бульбуголки разрезаны междуn шпангоутами и прикреплены полками к основным стрингерам заклепками у шпангоутов.

В местах технологических разъемов, в зоне между шпангоутами № 15 и 17 стрингеры соединяются при помощи уголков-планок_на заклепках, выполненных из такого же профиля, что и стрингер. Планка к обшивке

не приклёпана. Стрингер № 2 между шпангоутами № 1 и 4 и стрингер № 11 между шпангоутами № 1 и 5, к которым приклепываются окантовки нижнего люка, и пол кабины пилотов выполнены из прессованного бульбуголка. В передней части фюзеляжа между шпангоутами № 1 и дужкой доски приборов установлены стрингеры от № 26 до № 30 включительно швеллерного сечения. Верхние стрингеры № 24 между шпангоутами № 7 и 15 подкреплены профилями Г-образного сечения и прикреплены к вертикальной полке стрингеров и к шпангоутам.

Центроплан

Центроплан (рис.2.2 поз.16) является силовым элементом конструкции фюзеляжа и состоит из каркаса и обшивки. Силовыми элементами продольного набора центроплана являются нижние балки шпангоутов № 6 и 8, служащие одновременно передним и задним лонжеронами центроплана. По верхней поверхности центроплана установлено 16 стрингеров, изготовленных из прессованного бульбуголка. Поперечный набор центроплана состоит из типовых нервюр, расположенных по две с правой и левой сторон фюзеляжа. Нервюра № 1 установлена ближе к борту фюзеляжа на расстоянии 960 мм от оси самолета, нервюра

№ 2 —на расстоянии 1300 мм. Нервюры разрезаны лонжеронами на три части (носок, средняя часть и хвостик) и изготовлены из листа с отбортованными стенками, рифтами и отверстиями для облегчения.

Средняя часть нервюры № 2 воспринимает значительные усилия от нагрузок на шасси, имеет в нижней своей части пояс из прессованного уголка и стенку толщиной 1, 2 мм. Пояс нервюры соединен с лонжеронами при помощи фрезерованных башмаков на болтах и заклепках.

Хвостовик нервюры № 2 имеет два прессованных уголка, заканчивающихся стальным узлом, служащим упором для зажима ленты, закрывающей щель между центропланной частью фюзеляжа и нижним крылом. Обшивка центроплана является силовыми элементами конструкции и изготовляется из дюралюминиевых листов толщиной 0, 8 мм. Нижний межлонжеронный лист выполнен толщиной 1 мм. Обшивка к каркасу приклепана заклепками с плоско-выпуклыми головками и по борту нервюры № 2 — потайными заклепками диаметром 3, 6 мм. По стрингерам установлены заклепки диаметром 3 мм, по башмакам—5 мм, в остальных местах—3, 5 мм..

В месте перехода от центроплана к борту фюзеляжа установлен несъемный зализ (рис.2.14 поз.9), которыйсостоит из пяти частей, изготовленных из листа толщиной 0, 8 мм, передняя часть — из листа толщиной 1 мм. Зализ, являясь силовым элементом центроплана, передает на фюзеляж усилия кручения и изгиба от шасси и нижнего крыла самолета.

В левой части лобовой обшивки у шпангоута № 6 находится смотровой лючок для подхода к розетке электрооборудования. Для обеспечения доступа к узлам крепления фермы центроплана на шпангоуте № 5 в нижней части зализа центроплана имеются смотровые лючки.

6Каркас пола кабин. Силовыми элементами пола кабины пилотов являются две продольные балки, расположенные вдоль оси самолета между шпангоутами № 1 и 5. На балках установлены органы ручного и ножного управления самолётом. Балки - дюралюминиевые, равнопрочные, П-образного сечения толщиной 2 мм. Ширина балки — 210 мм, высота посередине — 75 мм и по концам— 40 мм. Снизу балка защищена листом толщиной 0, 6 мм. Концы балки при помощи книц приклёпаны к профилям шпангоутов № 1 и 5. Верхняя плоскость балок совместно с листами образует пол кабины пилотов, разделенный на две части проходом (см. приложение). Горизонтальная панель прохода расположена по порогу шпангоута № 5 и имеет снизу жесткий штампованный каркас, склёпанный с гладким листом. Панель уложена на балки шпангоутов № 2, 3 и 4 и

приклепана к ним, образуя ступеньку высотой 360 мм от пола грузовой кабины. Для обеспечения удобного доступа к агрегатам, расположенным под полом, средняя часть пола в кабине пилотов между шпангоутами № 4 и 5 выполнена легкосъемной.

Вдоль прохода установлены на винтах съемные боковые панели, при снятии которых обеспечивается удобный доступ из кабины к местам монтажа агрегатов, расположенных под полом. Впереди прохода находится легкосъемный кожух, закрывающий поперечную трубу ручного управления самолетом.

Каркас пола пассажирского или грузового отсека фюзеляжа (рис. 2.11) состоит из продольных и поперечных балок и служит для крепления панелей пола. Поперечные балки являются конструктивными элементами шпангоутов средней части фюзеляжа, которые описаны выше.

Фонарь кабины пилотов состоит из стального трубчатого каркаса (см. рис. 2.2 поз.2) и заделанных в нем панелей из плексигласа толщиной 3 мм. Для крепления панелей в каркасе имеются приваренные ребра и впаянные в трубки резьбовые самоконтрящиеся втулки. Окантованные тиоколовой лентой панели плексигласа уложены в ребра и прижаты к ним при помощи наружных дюралюминиевых накладок винтами. Герметизация панелей осуществляется уплотнительной тиоколовой замазкой

Две боковые и правая нижняя панели фонаря сдвигаются назад по фрезерованным направляющим Ч- образного сечения, изготовленным из дюралюминиевой плиты для передвижения и стопорения створок с зубом и пружины. В верхней части фонаря имеется легкосбрасываемая в полете крышка аварийного люка размером 1050х1130 мм. Для запирания и сброса крышки люка в передней его части находится механизм, состоящий из трех карданных тяг, заделанных в подшипники. Тяги имеют приваренные крючки, которыми они входят в зацепление с кронштейнами. В задней части крышки люка расположены три приваренных упора, которые входят в соответствующие гнезда на каркасе. Для сброса крышки достаточно потянуть на себя рукоятку, расположенную в центре средней карданной тяги, при этом крючки тяг выходят из зацепления с кронштейнами каркаса и поток воздуха, отсасывая крышку, поворачивает ее вокруг задних упоров.

Фонарь крепится к обшивке передней части, лонжеронам и шпангоутам № 5 и 6 фюзеляжа на приваренных ушках и кронштейнах болтами.