САМОЛЕТ С ДВОЙНЫМ ФЮЗЕЛЯЖЕМ
DUAL-FUSELAGE AIRCRAFT

Изобретение относится к области самолетостроения и к обитаемым летательным аппаратам многоцелевого назначения: для перевозки пассажиров, багажа и грузов на воздушных линиях с большими пассажиропотоками в разреженных слоях атмосферы.
Известен летательный аппарат реактивный пассажирский самолет SE-210 «Каравелла» с цельнометаллическим корпусом фюзеляжа и системой реактивных двигателей (Энциклопедия машиностроения, раздел 4, Том 4-21 самолеты и вертолеты, книга 2 проектирование конструкции самолетов и вертолетов, ред. В.Г.Дмитриев, A.M.Матвеенко, К.С.Колесников и др., издательство - М.: Машиностроение, 2004, стр.35, рис.1.2.20).
Известен дальний магистральный пассажирский самолет Ил-96-300 с цельнометаллическим фюзеляжем (там же, стр.39, рис.1.2.27) самолет широкофюзеляжного типа, разработанный как базовый большого семейства различных самолетов.
Известен пассажирский самолет Ту-204 с цельнометаллическим фюзеляжем (там же, стр.42, рис.1.2.28).
Известен магистральный пассажирский самолет А-380 с цельнометаллическим фюзеляжем, предназначенный для выполнения крейсерских полетов на высоте 10000 м (там же, стр.44, рис.1.2.230).
Известно семейство транспортных и военнотранспортных самолетов типа Ил-76 с цельнометаллическим фюзеляжем и системой реактивных двигателей (там же, стр.47, рис.1.2.35).
Известна конструкция легкомоторного самолета общего назначения, содержащего несущий фюзеляж с толкающими соосными воздушными винтами с приводом от двигателей, передние консоли крыла с прямой стреловидностью и положительным углом поперечного V, задние консоли крыла обратной стреловидности с отрицательным углом поперечного V, соединенные по концевым сечениям, при этом воздушные винты снабжены кольцевым обтекателем, вписанным в хвостовую часть верхней поверхности фюзеляжа, корневые сечения консолей переднего крыла закреплены в верхней части бортовой поверхности фюзеляжа, а корневые сечения консолей заднего крыла закреплены на внешней поверхности кольцевого обтекателя воздушных винтов (патент СССР № 1790529, МКИ В64С 39/08, 1993).
Известен самолет ТУ-114 (Яковлев А.С. Советские самолеты. - М.: Наука, 1982, с.189), содержащий фюзеляж, крыло, оперение, два турбовинтовых двигателя, расположенных на крыле.
Недостатками известных летательных аппаратов являются выполнение фюзеляжа в виде монооболочки, воспринимающей во время высотного полета избыточное внутреннее давление, равное разнице между необходимой по условиям жизнеобеспечения величине 1ата и забортным давлением, составляющим менее половины внутреннего давления, что приводит к перерасходу материала - алюминиевых сплавов оболочки корпуса и к утяжелению собственного веса самолета, снижению полезной грузоподъемности, повышенному расходу горючего и соответственно к повышенным капитальным и эксплуатационным затратам.
Задачей предложенного технического решения является устранение указанных недостатков, повышение эксплуатационных качеств и надежности работы летательного аппарата, повышение безопасности перевозки пассажиров путем значительного снижения возможности возникновения катастрофической ситуации на борту самолета вследствие нарушения целостности оболочки фюзеляжа, например при нелокализованном разрушении двигателя, или других агрегатов в полете.
Поставленная задача решается за счет того, что предложенный летательный аппарат, согласно изобретению содержит имеющий внешнюю оболочку с элементами жесткости фюзеляж с головной и хвостовой оконечностями и прикрепленными к нему крыльями, в том числе включающими систему топливных баков, не менее чем одного, обычно систему двигателей и шасси, прикрепленных к крыльям и/или фюзеляжу, при этом фюзеляж оснащен кабиной управления, не менее чем одним грузовым и/или обитаемым, например, пассажирским отсеком и внешним оперением оболочки, а внутри фюзеляжа размещены элементы жесткости оболочки и связанный через них с оболочкой не менее чем один силовой пол, кроме того, летательный аппарат оснащен бортовыми системами и оборудованием, включая системы управления, пилотажно-навигационное, электротехническое, радиотехническое оборудование, гидравлические и газовые системы, системы регулирования давления и кондиционирования воздуха, системы жизнеобеспечения и спасения, причем оболочка, по меньшей мере, одного обитаемого отсека выполнена разделенной на две - внешнюю негерметичную и внутреннюю герметичную, законструированную на обеспечение внутреннего, в том числе избыточного в режиме высотных полетов, давления в ней в диапазоне 0,5÷1,0 ати, при этом упомянутая внутренняя оболочка обитаемого отсека выполнена из высокопрочного синтетического армированного композиционного материала, например углепластика, и оперта на внешнюю оболочку через распределенные по взаимно обращенным одна к другой поверхностям оболочек демпфирующие динамические воздействия и разность температурных деформаций указанных оболочек упругоподатливые опоры.
Технический результат, достигаемый приведенной совокупностью признаков, заключается в снижении взлетной массы на 15-20%, что в эксплуатации существенно снизит стоимость жизненного цикла, в том числе с учетом вероятного повышения стоимости самолета предлагаемой схемы.
В предлагаемой схеме, без существенных весовых затрат для внутреннего отсека, представляющего собой композитное тело вращения, может поддерживаться в полете давление, соответствующее наземному, а закрепление пассажирского (обитаемого) герметичного отсека с помощью упругоподатливых опор, выполняемых по известным технологиям, может исключить вибрации в пассажирском салоне. Снижение расхода алюминиевых материалов и веса самолета, повышенный комфорт условий полета сделает такой самолет предпочтительным по отношению к пассажирским самолетам традиционных систем, в том числе для пассажиров с детьми, пассажиров пожилого возраста и других пассажиров, чувствительных к воздействию вибраций и повышенному акустическому фону от работы двигателей.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 изображен самолет с двойным фюзеляжем.
На фиг.2 изображен фюзеляж в разрезе.
На фиг.3 изображены варианты двойного фюзеляжа.
Летательный аппарат 1 содержит внешнюю оболочку 2 с элементами жесткости 3, фюзеляж 4 с головной 5 и хвостовой 6 оконечностями и прикрепленными к нему крыльями 7, также он имеет систему топливных баков, не менее чем одного, обычно систему двигателей и шасси (не показано), прикрепленных к крыльям 7 и/или фюзеляжу 4, помимо того фюзеляж 4 оснащен кабиной управления 8 и оборудован не менее чем одним грузовым и/или обитаемым, например, пассажирским отсеком 9 и внешним оперением оболочки 10, а внутри фюзеляжа 4 размещены элементы жесткости 3 оболочки 2 и связанный через них с оболочкой 2 не менее чем один силовой пол 11, кроме того, летательный аппарат 1 оснащен бортовыми системами и оборудованием, включая системы управления, пилотажно-навигационное, электротехническое, радиотехническое оборудование, гидравлические и газовые системы, системы регулирования давления и кондиционирования воздуха, системы жизнеобеспечения и спасения (не показано), причем оболочка 2, по меньшей мере, одного обитаемого отсека 9 выполнена разделенной на две - внешнюю 2 негерметичную и внутреннюю 12 герметичную, законструированную на обеспечение внутреннего, в том числе избыточного в режиме высотных полетов, давления в ней в диапазоне 0,5÷1,0 ати, при этом упомянутая внутренняя 12 оболочка обитаемого отсека 9 может быть выполнена из высокопрочного синтетического армированного композиционного материала, например углепластика, и оперта на внешнюю 2 оболочку через распределенные по взаимно обращенным одна к другой поверхностям оболочек демпфирующие динамические воздействия и разность температурных деформаций указанных оболочек упругоподатливые опоры 13.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет создать раздельную конструкцию фюзеляжа летательного аппарата, обладающую высокими эксплуатационно-техническими характеристиками.