Фюзеляж пассажирского самолета

Полезная модель относится к авиационной технике, а именно к конструкции фюзеляжей пассажирских самолетов. Фюзеляж пассажирского самолета, включающий носовую, центральную и хвостовую части. Носовая и хвостовая части известного технического решения выполнены в виде сужающихся к носу фюзеляжа и его законцовке форм, а центральная часть выполнена цилиндрообразной с округлой формой контура в поперечном сечении. Центральная часть фюзеляжа разделена полом на пассажирский салон и багажно-грузовое отделение. Контур поперечного сечения центральной части фюзеляжа образован четырьмя плавно соединенными между собой дугами окружностей, одна из которых расположена в верхней части контура, другая в нижней, а две в его боковых частях. Центры дуг верхней и нижней окружностей размещены в плоскости симметрии самолета, а центры боковых дуг смещены от нее. Радиус дуги верхней части контура определен по соотношению R_в=1,04*R_н±R мм, а радиус дуг боковой части контура по соотношению R_б=1,25*R_н±R мм, где R_н - радиус дуги нижней части контура поперечного сечения фюзеляжа равный 1664±AR мм, где R - величина, не превышающая значения 6 мм. Кроме того, центры боковых дуг в заявляемом техническом решении могут быть расположены по вертикали на одном уровне с центром верхней дуги контура поперечного сечения фюзеляжа. Выполнение контура поперечного сечения фюзеляжа в соответствии с заявляемым техническим решением обеспечивает высокий уровень комфорта для пассажиров и объем багажно-грузового отделения, соответствующий современным требованиям.

Заявляемая полезная модель относится к авиационной технике, а именно к конструкции фюзеляжей пассажирских самолетов, предназначенных преимущественно для обеспечения региональных пассажирских перевозок от 60 до 110 пассажиров.

Известны различные формы фюзеляжей, характеризующиеся формой поперечного сечения фюзеляжа.

Известны фюзеляжи пассажирских самолетов с круглой формой поперечного сечения фюзеляжа, например, фюзеляж пассажирского самолета Ту-134 (см., например, В.А.Бороденко, Самолет Ту-134, изд. «Транспорт», М., 1972 г.), диаметр поперечного сечения которого 2,9 м, а длина 37,1 м, при этом удлинение фюзеляжа (отношение длины фюзеляжа к диаметру) составляет =12,8. Соотношение вертикального габаритного размера фюзеляжа к горизонтальному габаритному размеру поперечного сечения фюзеляжа этого технического решения равно 1, конфигурация поперечного сечения фюзеляжа позволяет разместить в пассажирском салоне самолета 76 пассажиров, при этом по каждому борту самолета размещают по два ряда кресел. Использованное в этом техническом решении поперечное сечение фюзеляжа не дает возможности разработки семейства пассажирских самолетов, которое включает самолеты различной пассажировместимости: дополнение самолета, рассчитанного на перевозку 76 пассажиров, самолетами, рассчитанными на перевозку, например, 60 и 95 пассажиров с высокой степенью унификации, предусматривающей использование единого для всех самолетов решения поперечного сечения фюзеляжа и крыла одинаковой геометрии, приводит к ухудшению аэродинамических характеристик самолета и значительным весовым затратам. Кроме того, вследствие небольшого (менее 3 м) поперечного диаметра фюзеляжа, уровень комфорта пассажиров не соответствует современным требованиям. Не

соответствуют современным требованиям и некоторые характеристики багажно-грузового отделения.

Известно техническое решение фюзеляжа самолета (см. патент РФ 2280588, В64С 1/22, опуб., 27.07.2006), в котором горизонтальный габаритный размер поперечного сечения фюзеляжа значительно превосходит вертикальный габаритный размер: отношение вертикального габаритного размера фюзеляжа к горизонтальному габаритному размеру поперечного сечения фюзеляжа составляет менее 0,55. Такая конфигурация поперечного сечения фюзеляжа, удобная для транспортных самолетов, не подходит для использования в конструкции пассажирских самолетов.

Известно техническое решение фюзеляжа самолета (см. патент РФ 2148534, В64С 39/02, опуб., 10.05.2005, (см. фиг.4, 5, 6,) в котором величина отношения вертикального габаритного размера фюзеляжа к горизонтальному габаритному размеру поперечного сечения фюзеляжа заключено в пределах 0,8...0,85). При этом поперечное сечение фюзеляжа построено на использовании округлой формы, габаритный горизонтальный размер поперечного сечения фюзеляжа которых по горизонтали превышает вертикальный габаритный размер. Использование этого решения в фюзеляже пассажирского регионального самолета представляется довольно проблематичным. Проблематичным представляется и использование форм сечения фюзеляжей в разработках пассажирских самолетов, описанных в патенте GB 958883, опуб., 17.04.1963.

Наиболее близким к заявленному решению фюзеляжа пассажирского самолета является техническое решение, приведенное в патенте РФ RU 2148534, в котором отношение вертикального габаритного размера фюзеляжа к размеру горизонтального поперечного сечения фюзеляжа близко к величине 1,14 (фиг.9, 10, 11). Фюзеляж пассажирского самолета в соответствии с этим техническим решением включает носовую, центральную и хвостовую части. Носовая и хвостовая части фюзеляжа выполняются в виде сужающихся к носу фюзеляжа и его законцовке форм, а центральный

отсек выполняется в виде цилиндрообразной формы, контур поперечного сечения которого выполняется округлым. Центральный отсек снабжается полом, который делит его на пассажирский салон и багажно-грузовое отделение. В этом техническом решении вертикальный габаритный размер центральной части фюзеляжа превышает горизонтальный габаритный размер поперечного сечения фюзеляжа, причем габаритные размеры центральной части фюзеляжа выбираются настолько большими, что позволяют в центральном отсеке фюзеляжа разместить пассажирские салоны на двух уровнях. Контур поперечного сечения центрального отсека этого технического решения образован четырьмя плавно соединенными между собой дугами окружностей, одна из которых расположена в верхней части контура, другая в нижней, а две в его боковых частях. Центры дуг верхней и нижней окружностей расположены в плоскости симметрии самолета, а центры боковых дуг смещены от нее.

Это техническое решение, решает задачу оптимального переоборудования фюзеляжа самолета из грузового в пассажирский или смешанный варианты, путем изменения внутренней компоновки фюзеляжа, не подходит для использования в разработке фюзеляжа семейства региональных самолетов. Главным образом это объясняется тем, что рассмотренное решение фюзеляжа рассчитано для использования в пассажирских самолетах большой размерности. Так вертикальный габаритный размер поперечного сечения фюзеляжа этого технического решения необходимо выполнять, большим 5...6 м, что не подходит для фюзеляжей региональных пассажирских самолетов, рассчитанных на перевозку от 60 до 100 пассажиров.

Технической задачей, решаемой заявляемой полезной моделью является разработка унифицированного по конфигурации поперечного сечения фюзеляжа семейства региональных пассажирских самолетов, рассчитанных на перевозку от 60 до 100 пассажиров, с обеспечением высокого уровня комфорта как для пассажиров, так и для обслуживающего

персонала, и сохранении высоких технических характеристик при его использовании во всех самолетах семейства с крылом одной геометрии.

Поставленная техническая задача решается следующим образом.

Фюзеляж пассажирского самолета включает носовую, центральную и хвостовую части. Носовая и хвостовая части, известного технического решения, выполнены в виде сужающихся к носу фюзеляжа и его законцовке форм, а центральная часть выполнена цилиндрообразной с округлой формой контура в поперечном сечении. Центральная часть фюзеляжа разделена полом на пассажирский салон и багажно-грузовое отделение. Контур поперечного сечения центральной части известного технического решения фюзеляжа образован четырьмя плавно соединенными между собой дугами окружностей, одна из которых расположена в верхней части контура, другая в нижней, а две в его боковых частях. Центры дуг верхней и нижней окружностей расположены в плоскости симметрии самолета, а центры боковых дуг смещены от нее.

В заявленном техническом решении фюзеляжа новым является то, что величина отношения вертикального габаритного размера фюзеляжа к горизонтальному габаритному размеру поперечного сечения фюзеляжа не превышает величины 1,05. При этом в заявляемом решении поверхность пола удалена в плоскости симметрии самолета от вершины дуги верхней части контура на расстояние 2110±R мм, радиус дуги верхней части контура определен по соотношению R_в=1,04*R_н±R мм, а радиус дуг боковой части контура по соотношению R_б=1,25*R_н±R мм, где R_н - радиус дуги нижней части контура поперечного сечения фюзеляжа равный 1664±R мм, где R - величина, не превышающая значения 6 мм.

Кроме того, центры боковых дуг в заявляемом техническом решении могут быть расположены по вертикали на одном уровне с центром верхней дуги контура поперечного сечения фюзеляжа.

Техническим результатом заявленного изобретения является возможность размещении в пассажирском салоне двойных блоков кресел по одному из бортов и тройных блоков по другому борту. Выполнение контура поперечного сечения фюзеляжа в соответствии с заявляемым техническим решением обеспечивает высокий уровень комфорта для пассажиров, так диаметр зоны для размещения головы пассажира превышает 300 мм, что обеспечивает комфортное размещение пассажира в креслах, примыкающих к внутренней обшивке пассажирского салона. Выбранные габаритные размеры контура и расстояние от поверхности пола до вершины верхней дуги контура в плоскости симметрии самолета не только обеспечивают необходимую высоту пассажирского салона вдоль центрального прохода, но и обеспечивают высоту багажно-грузового отделения, соответствующую современным требованиям.

Конфигурация поперечного сечения центрального отсека фюзеляжа с эквивалентным диаметром 3,54 м, обеспечивая комфортное размещение пяти кресел в ряду, дает возможность решить задачу разработки фюзеляжа для семейства самолетов, рассчитанных на перевозку от 60 до 100 пассажиров. При этом длина фюзеляжа может изменяться от 23 до 30 м, а изменение удлинения фюзеляжа Х от 6,6 до 8,4 позволяет проектировать все самолеты семейства региональных пассажирских самолетов с использованием крыла с одинаковыми геометрическими характеристиками.

Заявляемая полезная модель поясняется следующими иллюстрационными материалами:

фиг.1, 2 - общий вид семейства самолетов;

фиг.2 - поперечное сечение фюзеляжа;

фиг.3 - схема расположения кресел в пассажирском салоне

Фюзеляж пассажирского самолета (см. фиг.1) включает носовую 1, центральную 2, хвостовую 3 части. Носовая 1 и хвостовая 3 части фюзеляжа выполняются в виде сужающихся к носу фюзеляжа и его законцовке форм.

Центральная часть фюзеляжа выполнена цилиндрообразной формы. Конструктивно фюзеляж выполняется из обшивки, набора продольных и поперечных силовых элементов (не показаны), внутренних облицовочных панелях фюзеляжа. В поперечном сечении внешний обвод обшивки фюзеляжа представляется контуром. Контур внешнего обвода обшивки фюзеляжа в поперечном сечении выполняется округлым (см. фиг.3, 4).

Центральная часть фюзеляжа разделена полом 4 на пассажирский салон 10 и багажно-грузовое отделение 11. В поперечном сечении контур внешнего обвода фюзеляжа образован четырьмя плавно соединенными между собой дугами окружностей, одна 5 из которых расположена в верхней части контура, другая 6 в нижней, а две 7 и 8 в его боковых частях. Центры верхней 5 и нижней 6 дуг расположены в плоскости симметрии самолета 9. Центры боковых дуг 7 и 8 смещены от плоскости симметрии самолета (фиг.4).

Величина отношения вертикального габаритного размера фюзеляжа к горизонтальному габаритному размеру поперечного сечения фюзеляжа, как видно из чертежа, приведенного на фиг.3, не превышает величины 1,05. В заявляемом решении поверхность пола удалена в плоскости симметрии самолета от вершины дуги верхней части контура на расстояние 2110±R мм. Радиус верхней дуги 5 контура в заявляемом решении фюзеляжа определен по соотношению R_в=1,04*R _н±R мм, а радиусы дуг боковой части 7 и 8 контура - по соотношению R_б=1,25*R_н+R мм, где R_н - радиус дуги нижней части контура фюзеляжа равный 1664+R, a R - величина, не превышающая значение 6 мм.

Наиболее удобно разместить центры боковых дуг 7 и 8 по вертикали на одном уровне с центром верхней дуги контура поперечного сечения фюзеляжа, как показано на фиг.4, хотя возможно и смещение центров боковых дуг контура поперечного сечения фюзеляжа по вертикали от уровня центра верхней дуги контура.

Полученное в соответствии с заявляемым техническим решением сечение фюзеляжа позволяет разместить во внутреннем пространстве пассажирского салона двойные блоки кресел по одному из бортов и тройные блоки кресел по другому борту, как показано на фиг.3. Расстояние между блоками кресел при этом составляет 508 мм, что обеспечивает свободный разъезд двух тележек для обслуживания пассажиров. При этом высота от поверхности пола до потолка пассажирского салона может составить 2110 мм, что достаточно для прохода пассажиров. Кроме того, толщина конструкции стенок фюзеляжа, включающей обшивку, силовой набор и внутренние панели, которая в типовом исполнении не превышает 100 мм, обеспечивается комфортное размещение пассажира в крайнем к боковой стенке кресле. Так (см. фиг.3) диаметр сферы для размещения головы пассажира составляет около 300 мм, что соответствует современным требованиям к комфортному размещению пассажиров. Уровень комфорта может быть повышен при размещении по каждому борту сдвоенных блоков кресел.

Кроме того, заявленное техническое решение фюзеляжа обеспечивает высоту багажно-грузового отделения 1016 мм, что соответствует современным требованиям по их высоте.

Возможность размещения с высоким уровнем комфорта пяти кресел в ряду позволяет использовать заявляемое техническое решение фюзеляжа в семействе региональных самолетов различной пассажировместимости с сохранением поперечной конфигурации фюзеляжа и использованием крыла одной геометрии. Проектные разработки изобретателей показывают, что заявляемая конфигурация фюзеляжа не требует изменения геометрии крыла при варьировании длины фюзеляжа от 23 до 30 м (см. фиг.1, 2 L₁=29828 мм, L₂ =26328 мм, L₃=23384 мм, L ₄=27800). Это обеспечивает разработку на основании этого технического решения семейства региональных самолетов, рассчитанных на перевозку от 60 до 100 пассажиров, с высокой степенью унификации.

Заявляемое техническое решение может быть изготовлено на предприятиях авиационной промышленности.

1. Фюзеляж пассажирского самолета, включающий носовую, центральную и хвостовую части, при этом носовая и хвостовая части выполнены в виде сужающихся к носу фюзеляжа и его законцовке форм, а центральная часть выполнена цилиндрообразной с округлой формой контура поперечного сечения и разделена полом на пассажирский салон и багажно-грузовое отделение, причем ее контур в поперечном сечении образован четырьмя плавно соединенными между собой дугами окружностей, одна из которых расположена в верхней части контура, другая в нижней, а две в его боковых частях, при этом центры верхней и нижней дуг расположены в плоскости симметрии самолета, а центры боковых дуг смещены от нее, отличающийся тем, что величина отношения вертикального габаритного размера фюзеляжа к горизонтальному габаритному размеру поперечного сечения фюзеляжа не превышает величины 1.05, поверхность пола удалена в плоскости симметрии самолета от вершины дуги верхней части контура на расстояние 2110±R мм, при этом радиус дуги верхней части контура определен по соотношению R_в=1,04*R _н±R мм, а радиус дуг боковой части контура - по соотношению R_б=1,25*R_н±R мм, где R_н - радиус дуги нижней части контура фюзеляжа, равный 1664±R, a R - величина, не превышающая значение 6 мм.

2. Фюзеляж пассажирского самолета по п.1, отличающийся тем, что центры боковых дуг расположены по вертикали на одном уровне с центром верхней дуги контура поперечного сечения фюзеляжа.