ФЮЗЕЛЯЖ ПАССАЖИРСКОГО САМОЛЕТА БОЛЬШОЙ ВМЕСТИМОСТИ

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано пои конструировании фюзеляжа пассажирского самолета большой вместимости.
Известны схемы широкофюзеляжных и узкофюзеляжных самолетов (см. энциклопедию «Авиация» под редакцией Г.П. Свищева, издательство «Российские энциклопедии», М., 1988 г.). Выбор формы и размеров фюзеляжа зависит от конкретных условий, но пои этом следует учитывать, что сопротивление широкого фюзеляжа воздуху значительно больше, хотя это и компенсируется высоким уровнем комфорта пассажиров.
Чаше применяются некруглые, обычно эллиптические фюзеляжи (International Patent Classification Number PCT/US 97/07636, publication number WO 97/43176, 13 мая 1996 г. ) Основной конструктивной особенностью таких фюзеляжей, а также широких круглых фюзеляжей, является то, что обтекаемая поверхность фюзеляжа велика, а его профильное сопротивление значительно превосходит сопротивление крыла и других элементов самолета, что приводит к большим потерям тяги.
Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является, принятый за прототип, известный (RU. 101995, U1, МПК В64С 39/04, В64С 3/32, опубликовано 10.02.2011) пассажирский самолет, содержащий центроплан и два расположенных в горизонтальной плоскости фюзеляжа с пассажирскими салонами, имеющих каждый близкую к цилиндрической форму.
К недостаткам известного технического решения, которые устраняются при осуществлении заявленного изобретения, следует отнести:
- большую площадь поперечного сечения моноплана (примерно в 4,5 раза превышает ширину поперечного сечения каждого из цилиндрических Фюзеляжей) за счет совмещения крыла достаточной толщины в центроплане с размешенными в нем кабиной экипажа и пассажирским салоном с двумя цилиндрическими Фюзеляжами, разделенными расположенными в центроплане двигателями.
- несовместимость фюзеляжей с существующей инфраструктурой наземных средств посадки и высадки пассажиров (подвижные и телескопические трапы для пассажиров и экипажа) из-за отсутствия сообщения между Фюзеляжами:
- большие производственные расходы при создании семейства различных по вместимости фюзеляжей: два фюзеляжа, имеющих близкую к цилиндрической форму, не унифицированы с фюзеляжами других самолетов.
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в разработке новой схемы размещения фюзеляжей для самолета большой вместимости.
Технический результат, получаемый пои осуществлении заявленного изобретения, заключается в улучшении аэродинамических характеристик фюзеляжа за счет снижения его профильного сопротивления (площади большего поперечного сечения) и уменьшения обтекаемой поверхности, а также обеспечении высокой степени безопасности пассажиров и экипажа.
Указанный технический результат достигается за счет того, что фюзеляж пассажирского самолета большой вместимости содержит соединенные последовательно между собой переднюю часть с кабиной экипажа, дверями, предназначенными для посадки и высадки пассажиров, и поперечным проходом, соединяющим указанные двери между собой и кабиной экипажа: центральную часть, образованную путем соединения между собой смежными боковыми сторонами двух отсеков, продольные оси которых расположены в горизонтальной плоскости и параллельны друг другу, где каждый из отсеков имеет близкую к цилиндрической Форму и снабжен, по меньшей мере, двумя продольными рядами пассажирских сидений с проходом между рядами, сообщающимся с поперечным проходом передней части фюзеляжа; и заднюю часть с хвостовым оперением.
В частном случае исполнения задняя часть фюзеляжа может быть оснащена дверями, предназначенными для посадки и высадки пассажиров, поперечным проходом, соединяющим указанные двери между собой, в который также выходят расположенные между рядами продольные проходы центральной части фюзеляжа.
Планировка и заполнение любого фюзеляжа выполняются, исходя из рационального использования объема фюзеляжа при размещении в нем салонов разного уровня комфорта. Однако при этом в каждом пассажирском отсеке фюзеляжа должен иметь место, как минимум, один продольный проход между рядами сидений, сообщающийся с поперечными проходами в передней и задней частях фюзеляжа. Этим обеспечивается сообщение между кабиной экипажа и совмещенными фюзеляжами, то есть проход пассажиров и экипажа от входных дверей к кабине и посадочным местам при посадке и высадке с использованием даже одного мобильного или телескопического трапа, широко используемых в существующей наземной инфраструктуре.
Наружные продольные проемы, располагающиеся снизу и сверху по всей длине соединенных между собой пассажирских отсеков, целесообразно закрыть панелями с образованием наружного контура поперечного сечения центральной части фюзеляжа, аналогичного контуру наибольшего поперечного сечения передней части фюзеляжа.
По сравнению с классической круглой формой поперечного сечения фюзеляжа пассажирского самолета большой вместимости предложенная форма сечения заявленного фюзеляжа является уплощенной сверху и снизу, поэтому имеет ширину, которая примерно в два раза превышает высоту (у прототипа эта величина равна 4-м). Такая форма фюзеляжа обладает лучшими аэродинамическими качествами по сравнению с фюзеляжем, форма поперечного сечения которого является цилиндрической.
Кроме того, предложенная конструкция фюзеляжа, имеющая меньшую по сравнению с прототипом ширину большего поперечного сечения, обладает достаточной прочностью при меньшем количестве усилительных элементов, которые утяжеляют летательный аппарат и ограничивают внутри него полезное пространство, что уменьшает материалоемкость конструкции.
Применение при производстве фюзеляжа предложенной конструкции деталей и узлов, унифицированных с аналогичными деталями и узлами фюзеляжей пассажирских самолетов с меньшей примерно вдвое вместимостью, позволяет обеспечить более равномерную загрузку дорогостоящей технологической оснастки, используемой при изготовлении деталей и сборки узлов (дополнительный технический результат - повышение технологичности).
При использовании заявленного фюзеляжа для транспортирования десанта или грузов, его задняя часть может быть оборудована аппарелью.
Для пояснения сущности изобретения представлены следующие графические материалы:
- фиг. 1 - вид фюзеляжа в плане;
- фиг. 2 - наибольшее поперечное сечение фюзеляжа, где: (А-А) -поперечное сечение центральной части фюзеляжа, (В-В) - поперечное сечение передней части фюзеляжа.
Каждая из фигур относится к самолету, содержащему фюзеляж, соединенный с крыльями и двигателями.
В качестве доказательства промышленной осуществимости заявленного изобретения с достижением вышеуказанного технического результата ниже приводится описание конкретной, но не единственно возможной, конструкции фюзеляжа пассажирского самолета большой вместимости.
В дальнейшем тексте описания термины «передний», «задний», «горизонтальный» относятся к самолету и к направлению его перемещения в полете. Понятия относительных нижних и верхних положений определены, когда самолет находится в полете на крейсерской скорости или стоит на земле.
Для выполнения основных функций в фюзеляже предусмотрены кабина экипажа, грузовые помещения, пассажирский салон, места для бортпроводников, кухни, туалеты. Для обслуживания пассажиров предусмотрены двери, входные двери-трапы, аварийные выходы.
Фюзеляж предложенной конструкции содержит три части: переднюю часть 1, центральную часть 2 и заднюю часть 3.
В передней части 1 фюзеляжа, имеющей закругленную аэродинамическую форму, находится кабина экипажа, являющаяся постом управления самолета, двери 4, предназначенные для посадки и высадки пассажиров и поперечный проход 5, соединяющий двери 4 между собой, в который также выходят и двери кабины экипажа.
На фиг. 2 показано наибольшее поперечное сечение передней части 1 фюзеляжа (сечение В-В) и поперечное сечение (А-А) центральной части 2 фюзеляжа пассажирского самолета большой вместимости в соответствии с настоящим изобретением.
Центральная часть 2 фюзеляжа, находящаяся сразу за передней частью 1 фюзеляжа предназначена, в частности, для размещения пассажиров и их багажа. Центральная часть 2 фюзеляжа состоит из двух пассажирских отсеков 6, оси которых расположены в горизонтальной плоскости параллельно друг другу, а смежные боковые стороны соединены между собой (место соединения - область штриховки на фиг. 2). Каждый пассажирский отсек 6 имеет близкую к цилиндрической форму (форма поперечного сечения близка к кругу), снабжен двумя продольными рядами пассажирских сидений (сидение из трех кресел) 7 с продольным проходом 8 между рядами. Каждый из продольных проходов 8 пассажирских отсеков 6 сообщается с проходом 5 в передней части 1 фюзеляжа. В нижней части каждого пассажирского отсека 6 размещается багажное отделение. Снаружи, на боковых сторонах пассажирских отсеков 6 фюзеляжа расположены элементы крепления 9 отсеков между собой, которые выполнены в виде силовых элементов соединяющих силовые шпангоуты каждого из отсеков фюзеляжа и воспринимающих продольные, поперечные и скручивающие нагрузки от одного отсека фюзеляжа к другому.
Наружные продольные проемы 11, располагающиеся снизу и сверху по всей длине пассажирских отсеков 6, закрываются панелями с образованием наружного контура поперечного сечения (В-В на фиг. 2) центральной части 2 фюзеляжа. В образовавшихся полостях могут размещаться топливные баки, баки эксплуатационных жидкостей, электрические, гидравлические и/или пневмо-магистрали. На фиг. 2 показано наибольшее поперечное сечение передней части 1 фюзеляжа (сечение В-В) и поперечное сечение (А-А) центральной части 2 фюзеляжа пассажирского самолета большой вместимости в соответствии с настоящим изобретением.
На задней части 3 фюзеляжа, имеющей конусообразную форму, классически устанавливают хвостовое оперение. Задняя часть 3 фюзеляжа оснащена предназначенными для посадки и высадки пассажиров дверями 9, которые соединяются поперечным проходом 10, в который также выходят и продольные проходы 8 центральной части фюзеляжа.