Как фюзеляж справляется с различными нагрузками?

Не уверен, что это то, что вы ищете, но если вы ищете простую аналогию с большой картинкой, попробуйте следующее:

Думайте о фюзеляже как о цилиндре со сжатым воздухом с очень тонкими стенками, опирающемся на подушку безопасности примерно посередине, заполненной мешками с песком, которые смещены к одному концу настолько, что цилиндр хочет опрокинуться на этом конце. Всю дорогу на другом конце вы добавляете больше мешков с песком (для представления хвоста, толкающего вниз), пока трубка не уравновесится. Ваш фюзеляж будет в основном представлять собой трубчатую балку, балансирующую на подушке безопасности, с нижней половиной в сжатии и верхней половиной в растяжении, и наибольшая сжимающая нагрузка будет только с каждой стороны подушки безопасности, но в основном на «хвостовой» стороне. потому что плечо момента длиннее.

Почти все нагрузки фюзеляжа проходят через обшивку, поверхность цилиндра. Рамы и стрингеры в основном предназначены для того, чтобы «тонкая как бумага» труба не деформировалась и не разрушилась.

В качестве баллона со сжатым воздухом нагрузки от давления также поглощаются натянутой кожей, как воздушный шар. Обычно в кормовой части имеется сферическая переборка, которая поглощает давление, сохраняя при этом обшивку переборки (в основном) натянутой. Иногда эта переборка плоская, обычно, когда есть двигатели, установленные в хвосте, которым требуется опорная балка, пересекающая ее, что может вызвать много головной боли с трещинами (на RJ - длинная грустная история). Передний конец цилиндра сужается до небольшой плоской перегородки в передней части кабины, которая, будучи маленькой, не является большой проблемой, если она плоская.

Фюзеляж обычно имеет большой вырез в нижней части для размещения кессона крыла и шасси, что делает этот большой вырез в конструкции прямо в той точке цилиндра, где нагрузка на изгиб при сжатии самая высокая. Сам кессон крыла может быть частью конструкции фюзеляжа, но дальше вырез обычно продолжается, чтобы освободить место для шасси. Обычно имеется массивная балка, называемая килевой балкой, которая перекрывает вырез в задней части кессона крыла и поглощает сжимающие нагрузки вдоль этой секции.

Поскольку труба пытается прогнуться вперед и назад от крыла, существует также сила, которая хочет расплющить трубу в точке пикового изгиба, сопротивляясь шпангоутам. Обычно в этой средней части есть несколько очень тяжелых шпангоутов, которые поддерживают трубу, где эта сила наибольшая, и связывают кессон крыла с конструкцией фюзеляжа.

Наибольшие нагрузки на фюзеляж обычно возникают из-за потери устойчивости при сжатии сразу за креплениями заднего лонжерона крыла в полете или креплениями шасси на земле и максимальны при приземлении. Когда самолет ломал фюзеляж при жесткой посадке (Boeing сделал это на своей компании 717 - ранее DC-9 - во время испытаний на жесткую посадку, а Embraer 145 сломал спину при посадке в Бразилии около 15 лет назад - они отлично справились с этим. среды) они не выдерживают коробление при сжатии прямо в этой точке пика напряжения.

Я не хочу упрощать, и есть много других нагрузок, например, от балок пола и тому подобного, но это своего рода общая картина.

Это довольно широкая тема, и она может охватывать несколько учебников уровня колледжа по аэрокосмической строительной механике, но достаточно сказать, что нагрузки передаются между элементами в соединениях и делятся на четыре основные категории:

• Осевые нагрузки, т. е. нагрузки растяжения и сжатия.
• Сдвигающие нагрузки, когда один элемент пытается проскользнуть мимо другого в точках контакта.
• Скручивающие нагрузки, при которых один элемент скручивает другой элемент.
• Нагрузки на изгиб - когда член пытается согнуть или согнуть другой.

Кроме того, мне понадобятся определенные места в конкретном самолете, где я хотел бы провести структурный анализ.