SU7361A1 - Полое металлическое тело дл корпусов и др. частей летательных аппаратов - Google Patents

Description

Изобретение касаетс  изготовлени  таких пустотелых частей, которые должны , как, например, в корпусах аэропланов , соедин ть незначительный вес с большой прочностью и в которых представл етс  желательным по возможности увеличивать размеры внутренних полостей . В особенности изобретение касаетс  постройки ц сборки целых корпусов из отдельных простых составпых частей.

Такого вида корпуса уже известны и состо т из остова, образованного из продольных ребер, поддерживаемых жестким кольцом, и покрытого обшивкой, придающей остову нужную форму. Дл  большей прочности остова отдельные панели и звень , подерживающие кольца , часто усиливаютс  еще раскосами и проволочными т гами.

Така  конструкци  обладает большими недостатками, так как сборка остова,

так же, как и могуща  иметь место зат жка , требуют значительной затраты времени. Установленные дл  увеличени  жесткости части сильно уменьшают полезное свободное пространство. Последующа  обшивка обусловливает значительное увеличение веса.

Цель предлагаемого изобретени - устранить вышеприведенные недостатки, имеющие особенное значение при постройке пустотелых частей более значительных размеров, а также уменьшить врем  изготовлени , вес готового корпуса и число идущих в дело составных частей. Изобретением предусматриваетс  увеличение прочности всего сооружени  и полезной величины внутреннего пространства и однородность отдельных составных частей всего корпуса.

Эти цели достигаютс  в изобретении тем, что жесткость достигаетс  самой обшивкой, поэтому создание особого

жесткого остова, достаточно прочного в отдельности, без обшивки, становитс  излишним.

Согласно изобретению, предлагаемое полое металлическое тело дл  корпусов и других частей летательных аппаратов состоит из наружной обшивки, прикрепленной к шпангоутам, при чем, дл  достижени  приблизительно одинаковой прочности как наружной обшивки, так и шпангоутов по отношению к действию внешних сил, жесткость жест ной обшивки увеличиваетс  идущими в углы продольными ребрами углового профил , которые вместе с жест ной обшивкой образуют трубчатые профили; кроме того, жест нй   обшивка прикрепл етс  к шпангоутам, которые вместе с жест ной обшивкой частично также образуют пустотелые профили.

На чертеже представлены формы выполнени  изобретени , при чем фиг. 1 изображает в схематическом виде продольный разрез средней части остова летательной машины; фиг. 3-поперечный разрез по 2-2 фиг. 1 в увеличенном масштабе; фиг. 3, 4 и 5-каждый профильный стержень в перспективном виде; фиг. 6 и 7-угловое соединение- вид и поперечное соединение; фиг. 8 и 9-поперечный и продольный разрез поплавка с перегородкой; фиг. 10-внешний продольный разрез, отчасти средний вертикальный разрез остова летательной машины другой формы выполнени ; фиг. 11-поперечное сечение по 11-11 фиг. 10; фиг. 12-разрез несущего верхнего крыла по 12--12 фиг. 13; фиг.1б разрез, перпендикул рный к нанравлению крыла; фиг. 14 и 15-два соответствующих фиг. 12 и 13 изображени , немного иначе сконструированного несущего верхнего крыла; фиг. 16-дальнейшую форму выполнени  в продольном разрезе по средней части остова летательной машины; фиг. 17-поперечный разрез по 17-17 фиг. 16; фиг. 18-дальнейшую форму, представл ющую развитие формы выполнени  в том же виде, как фиг. 16; фиг. 19-поперечное сечение по 19-19 фиг. 18.

Основна  форма остова летательной машины приблизительно похожа на четырехгранную пирамиду. Обшивку соответственно образует жест ной кожух А (фиг. 1). поперечное сечение которого имеет вид четырехугольника со слегка выгнутыми наружу боками а и со скошенными углами а. Вдоль соответствующих углам «2 ребер проложены внутри обшивки открытые профильные стержни Б, коих фланцы Ь прилегают к поверхности обшивки и соединены с ней, например, заклепками, образу  полые продольные профили.

На определенных рассто ни х в корпусе размещены перпендикул рно продольной оси остова по сные сдвоенные шпангоуты С и D. В развернутом состо нии они имеют U-образный профиль с сравнительно широкой полкой и обладают скошенными в наружную сторону, в остальном пр моугольными, фланцами с и с. В собранном виде они прилегают фланцами с к поверхности а жест ного кожуха, а направленные внутрь фланцы с служат дл  взаимного скреплени  двух соседних листов жести. Склепыванием фланцев с® получаетс , следовательно , профильный по сок с желобчатым поперечным сечением. После соединени , например, склепыванием, профильного по ска с обшивкой они образуют полый кольцевой профиль. Расположенные между каждыми двум  шпангоутами С опорные части усилены полками d и снабжены у кра  фланцами rfi, помощью которых они также прикрепл ютс  к обшивке, чтобы участвовать в ее усилении .

Вместо сдвоенных, можно употребл ть ординарные открытые профили с расположенными в одной плоскости фланцами, ибо они также допускают легковыполнимое соединение с жест ной обшивкой, образу  полое поперечное сечение высокой прочности. Это особенно удобно, когда они образуют стык отдельных звеньев жести обшивки, так как последние тогда легче соедин ютс  в общее тело большего сопротивлени . Продольные и поперечные профильные ребра могут быть, при желании, вместе соединены в узловых точках. Некоторые профили показаны на фиг. 3-9. В этих профил х профильный стержень имеет заостренное или снабженное закругленными углами U-образное поперечное сечение, которое простираетс  над свободными ребрами фланцев, лежащих по обе стороны стержн , и нереходит там снова во внешние фланцы. Эти внешние фланцы направлены кнаружи от плоскости отгибани  симметрично к средней плоскости первоначального U-образного профил  и служат дл  прикреплени  профил . В то врем  как внешние фланцы служат, главным образом, дл  примыкани  к стенкам, расположенные между ними и верхним основанием внутренние фланцы образуют шпангоуты, решетчатые конструкции, узлы и т. п., наход щиес  в перпендикул рных Е стенкам плоскост х.

Указанна  конструкци  особенно пригодна при применении ее дл  поплавков, лодок и корпусов летательных машин, так. как здесь главную роль играют легкость и прочность; так у поплавков дл  гидролетательных машин внешние фланцы профильных стержней могут быть расположены одновременно в средней плоскости и в плоскост х, перпендикул рных к ней, и, вследствие своего соединени  со стенками плавающего тела, образуют замкнутые полые профили особо высокой прочности. Так как внешние фланцы охватывают широкие плоские части стенки плавательного тела, то профильные стержни и при большой высоте обеспечены от бокового изгиба, так же, как, с другой стороны, стенные полки, охваченные внешними фланцами, хорошо усиливаютс  профильными стержн ми .

Если ожидаемые напр жени  плавательного тела будут особенно значительны , тогда снабжают внешнюю стенку с одной стороны поперечными, а с другой стороны продольными шпангоутами. Вследствие особой формы профильных стержней, можно осуществить соединение шпангоутных р дов со стенкой плавательного тела без швов, необходимых при многочисленных точках перекрещивани  при устройстве продольных и поперечных шпангоутов в одной плоскости .

В выполнени х по фиг. 3 и 4 основна  полка е, внутренние фланцы / и внешние фланцы д образуют одну сплошную общую св зь. Как показано на $иг. 5, можно отдельные св зи (именно внутренние фланцы) снабжать вырезами, чтобы достигнуть дальнейшего уменьшени 

веса. В угловом скреплении по фиг. 6 и 7 взаимно примыкают два профильных стержн  О и Р, срезанных на на концах под углом в 45°, так что они образуют стороны пр мого угла. Двуслойна  углова  накладка Q охватывает П-образный профиль и склепана с внутренними фланцами. Внешние фланцы д, лежащие на внешних сторонах угла, соприкасаютс  со стенкой JS, с которой они также склепаны. В замкнутом со всех сторон поплавке по фиг. 8 и 9 часть Е образует огибающую кругом внешнюю стенку обшивки. Внутренний обем разделен перегородками F на различные отделени ; прикрепленные к внешней оболочке Е поперечные шпангоуты д, R Z I прилегают к ней, как это видно из фиг. 6 и 7. Угловые соединени  укрепл ютс  на одной стороне накладкой К, соедин ющей примыкающие друг к другу внутренние фланцы /, на другой стороне на месте накладки устроена перегородка F. Дл  большего укреплени  всего целого проложены от середины верхнего шпангоута к свободным углам перегородок три диагональных шпангоута L, склепанные с нерегородкой F помощью внешних фланцев , а с нижними накладками Jf помощью основной полки е. По нижней поверхности обшивки Е проложены на внешней стороне продольные шпангоуты И, прикрепленные к стенке внешними фланцами д. В качестве диагональных шпангоутов L можно было применить и другие профили, например, обыкновенные U-образные профили.

В устройстве, согласно фиг. 10-15, достигаетс  непрерывное перекрещивание поддерживающих продольных и поперечных шпангоутов тем, что открытые сами по себе продольные шпангоутные профили проложены по одной стороне общей обшивки, а поперечные- по другой стороне и они этой обшивкой скрепл ютс .

В корпусе Л9(гательной машины по фиг. 10 и 11 к обшивке А нриклепываютс  изнутри шцангоутные ребра (по са) С и снаружи-шпангоутные стержни 8. Внутренние по са так же, как и внешние стержни, в поперечном сечении имеют U-ооразную или желобчатую форму с направленными наружу

фланцами. Как видно из фиг. 10, не все продольные шпангоуты должны быть проложены во всю длину корпуса, а именно, достаточно, чтобы промежуточные стержни были уложены в местах наибольших напр жений.

В крыле по фиг. 12 и 13 проложено по внутренней поверхности обшивки А большое число открытых профильных стержней Б в направлении обыкновенно укладываемых ланжеронов. Аналогичные стержни Т проложены по внешней стороне обшивки А в плоскости нервюр. Соединением тех и других с обшивкою образуетс  вполне прочное тело из поперечных шпангоутов Г и продольных шпангоутов, так что полученное крыло само поддерживаетс  без особых ланжеронов. При очень больших размерах крыльев можно продольные, расположенные один под другим, шпангоуты Б соедин ть еще св зью и в виде рамы,

Крыло по фиг. 14 и 15 отличаетс  от вышеописанного тем, что продольные шпангоуты Б расположены спаржи, а поперечные Г-изнутри общей обшивки. Видима  по фиг. 14 св зь -и, необ зательна , но она повышает при больших крыль х прочность.

В форме выполнени  по фиг. 16 и 17 дл  поперечного укреплени  прочного, но гибкого самого по себе и податливого жест ного кожуха употребл ют р д шпангоутных по сов хот  и легких, но особенно крепкой формы.

Корпус летательного тела состоит из сплошного кожуха А, имеющего дл  поперечного усилепи  шпангоутные по са , расположенные на определенных рассто ни х. Каждый шпапгоутный по с состоит из двух П-образных профильных стержней С, которые концентрически расположены один внутри другого и открытые стороны которых взаимно отвернуты . Оба профильных стержн  взаимно соединены целым р дом стержней /г, расположепных с обеих сторон между фланцами. Внешний профильный стержень прочно соединен с жесткой обшивкой корпуска и образует с ней трубкообразный замкнутый по с.

Сопротивл емость конструкции должна быть так велика, что можно жест ную обшивку, служащую в качестве внешней оболочки, снабдить , на участках

между шпангоутвыми по сками большими вырезками Ж, не наруша  проч-; ности всей конструкции. Кра  выемок™ усилены обв зками F из двух П-образных ирофильных, обхватывающих друг, друга стержней, фланцы которых лежат: в лобовой поверхности обв зки.;

Дл  повышени  прочности жест ной стенки в тех местах, где она особенно; напр гаетс , эти выемки не делаютс , и в некоторых случа х стенка может; быть еще усилена.Так, где, например, в стенке, должен быть установлен пуле-; мет, там косо поставленный шпангоут-; ный по с соедин етс  с соседним шпангоутным по сом при помощи вспомога-; тельных стержней X, при чем никаких выемок в трапецоидных участках между шпангоутами не делаетс . Устройство дл  расположени  пулемета состоит из полого кругового по са W, который, подобно обв зке V, образован соединением двух П-образных профилей, соедм- ; ненных фланцами различных размеров.

В конструкции, изображенной на фиг. 18 и 19 в боковом поле, расположенном между по сами С, (7, из обшивки А вырезана больша  пр моугольна  выемка, при чем кра  обшивки немного загнуты внутрь у краев выемки и охватывает опо сывающую обв зку F, состо щую из гнутой трубки. С внутренней стороны трубки F снабжены отвер- , сти ми v, расположенными против заклепочного р да, которые, помимо облег- ;: чепи  веса, облегчают производство закле- I пывани  и прикрепление к трубке V внутренней оболочки из ткани г-2.

Так как верхнее укрепление должно одновременно служить и опорой дл  прикрепленного вращающегос  пулемета, то дл  обв зки избран сдвоенный изогнутый круговой полый по с IV. Оба ; стержн  имеют П-образный профиль, и одип стержень с большими размерами . фланцев охватывает и покрывает другой, с меньшими размерами фланцев. Фланцы лежат в лобовых поверхност х опо сы- ; вающей обв зки и направлены наружу; основные полки расположены перпенди- ; кул рно к плоскости выемки. Больший П-образный стержень снабжен на ; внутренних фланцах отверсти ми ги, облегчающими осуществление многор дного склепывани  наружных фланцев.

Нижнее укрепление Y служит, кроме своей собственной цели, еще дл  включени  просвета Z. Оно состоит из особого рода углового по са, у которого открытый корытообразный профиль охватываетс  угловым профилем с приблизительно пр моугольными сторонами. Дл  удобного склепывани  многор дным швом с внешней обшивкой А, основна  полка U-образного профил  снабжена отверсти ми у. Сторона углового профил  у, не склепанна  с внешней обшивкой , образует сужинный книзу усеченный конус, в который вкладываетс  прозрачный диск Z, который еще обеспечен угловыми подпорками у. Укрепление Y, так же, как и боковое укрепление F, может укрепить верхний участок жест ного корпуса и служить опорой дл  пулемета. При достаточной величине корпуса такое основание может быть любой замкнутой формы и может служить бруствером дл  передвигани  пулемета. Чтобы получить вполне гладкую наружную обшивку корпуса, целесообразно выемки жест ноной обшивки, укрепленные обв зками и не служащие ни дл  каких особых целей, перекрывать оболочкой из легкой, но воздухоненроницаемой ткани.

Предмет патента.

1.Полое металлическое тело дл  корпусов и других частей летательных аппаратов, состо щее из внешней обшивки , укрепленной на шпангоутах, характеризующеес  тем, что, в цел х приблизительно равного распределени  сопротивлени  внешним силам между обшивкой и шпангоутами, листова  обшивка А (фиг. 1 и 2) усилена расположенными по углам продольными ребрами -В уголкового профил , образующими с обшивкой трубчатые профили, и, кроме того, скреплена шпангоутами С и D, часть коих также образует с ней полые профили.

2.Применение охарактеризованного в п. 1 полого тела к устройству поплавков дл  гидросамолетов, дл  чего

листова  обшивка Е (фиг. 8 л 9) поплавка усилена внутренними поперечными G-Яи внешними продольными М и G ребрами коробчатого профил  (фиг. 3-5j, образующими с обшивкой полые ребра, в дополнение к каковым креплени м, листова  поперечна  перегородка F также усилена подобными же профил ми.

3.Видоизменение охарактеризованного в п. 1 полого тела, отличающеес  тем, что листова  обшивка А (фиг. 10 и 11) усилена полыми ребрами С не только с внутренней стороны, но и с внешней при помощи продольных полых ребер 8.

4.Применение охарактеризованного в п. 3 полого тела к устройству крыльев летательного аппарата, дл  чего листова  обшивка А (фиг. 12-13) крыла усилена с наружной стороны поперечными полыми ребрами Г, а с внутренней стороны-такими же продольными ребрами В, при чем крыло может быть усилено внутренними св з ми J7, или же наоборот, обшивка А крыла (фиг. 14-15) снаружи снабжена продольными ребрами .6, а с внутренней стороны-поперечными ребрами Т.

5.Видоизменение охарактеризованного в п. 1 полого тела, отличающеес  тем, что шпангоуты, служащие дл  укреплени  внешней обшивки А (фиг. 16 и 17), составлены из двух взаимно жестко соединенных своими полками по сов С П-образного профил  так, что внешний по с образует с обшивкой замкнутую трубку, каковые по са могут быть усилены наружными скрепами h, при чем- при наличии в иоле выреза К-обшивка склепана вдоль краев выреза с кольцевыми обв зками, образующими замкнутый полый профиль V.

6.Видоизменение охарактеризованного в п. п. 1 и 5 полого тела, отличающеес  тем, что обв зка (фиг. 18 и 19), склепанна  с кра ми выреза, образована изогнутой трубкой F, при чем лист обшивки загщт внутрь или же обв зка образована полым круговым по сом W, составленным из двух П-образных профилей с фланцами различного размера.