Ферменные фюзеляжи

Ферменный фюзеляж (рис. 9.4) представляет собой пространственную ферму, состоящую из четырех плоских форм (двух вертикальных и двух горизонтальных), связанных между собой поперечным набором.

Рис. 9.4. Ферменный фюзеляж: 1 – пояс; 2 – стойка; 3 – раскос; 4 – расчалки; 5 – профилирующий шпангоут; 6 – стрингер

Иногда фюзеляж состоит из трех плоских ферм.

Каждая плоская ферма состоит из поясов, общих для двух смежных ферм, стоек и раскосов. Раскос может быть заменен крестом расчалок.

Поперечный набор состоит из диагональных пространственных стержней, которые также могут быть заменены крестом расчалок.

Такая пространственная ферма воспринимает все действующие на фюзеляж нагрузки. В стержнях фермы фермы возникают при этом осевые усилия растяжения или сжатия.

Для придания фюзеляжу обтекаемой формы на фермы ставятся профилирующие шпангоуты, к которым крепятся стрингеры. Каркас фюзеляжа закрывается обшивкой. Стрингеры и профилирующие шпангоуты выполняются из элементов, имеющих малую площадь поперечного сечения, так как они воспринимают лишь местные аэродинамические нагрузки с обшивки и передают их на ферму, не принимая участия в работе фюзеляжа на изгиб и кручение. Обшивка ферменного фюзеляжа также не принимает участия в силовой работе.

Широкое распространение получили сварные ферменные фюзеляжи, выполненные из труб. Такие фюзеляжи рациональны в весовом отношении, так как трубчатые стержни хорошо работают на продольный изгиб, а сварные узлы очень мало увеличивают массу конструкции. Крупным недостатком сварного фюзеляжа является необходимость термообработки фермы после сварки, а затем правки ее.

Ферменные фюзеляжи, у которых стержни в узлах соединяются при помощи болтов и заклепок, не нашли применения, так как они в весовом отношении уступают сварным фюзеляжам из труб.

Ферменные фюзеляжи целесообразно делать для нескоростных легких самолетов, на которых может быть применена полотняная обшивка. В этом случае ферменный фюзеляж может иметь меньшую массу, чем балочный. Постановка же профилирующих шпангоутов, стрингеров и металлической обшивки, обеспечивающих получение хороших аэродинамических форм фюзеляжа и качественной поверхности, но не участвующих в его силовой работе, приводит к значительному утяжелению конструкции. Кроме того, наличие элементов поперечной жесткости (диагональных стержней или расчалок) затрудняет использование внутреннего объема фюзеляжа. Живучесть ферменных фюзеляжей ниже балочных, так как иногда поломка даже одного, а тем более нескольких стержней фермы может привести к общему разрушению. По этим причинам ферменные фюзеляжи не применяются на современных скоростных самолетах.