Как крыло соединяется с фюзеляжем?

Я видел это видео от Airbus:

Это кадр из этого видео:

Горизонтальный стабилизатор поднимается краном

Как происходит крепление крыльев к фюзеляжу?

Ответы (3)

Вы отметили в комментариях, что вам интересен процесс прикрепления. Поэтому я хотел бы предоставить вам дополнительную информацию. Я сделал несколько эскизов с I) по III) для основания крыла и еще один эскиз для установки горизонтального стабилизатора.

1. Корневой сустав крыла:

Как правило, существует множество способов соединения крыла с фюзеляжем. Наиболее распространенными в больших коммерческих самолетах или военных самолетах являются:

I) Сращенные пластины сдвига

Это именно то, что вы можете увидеть на видео. Вы найдете эти соединения во многих крупных гражданских самолетах, потому что они легкие и по своей природе отказоустойчивые (поскольку это непрерывное соединение, отказ одного крепежного элемента не является катастрофическим). Однако они немного сложнее в производстве, что приводит к более высокой стоимости. Кроме того, это может быть невозможно для очень тонких крыльев (например, крыльев сверхзвуковых самолетов).

Эскиз I

На эскизе I) показан разрез по так называемому крестообразному фитингу, который вы видите на видео. Крыло начинается слева от корневой нервюры, фюзеляж (и центроплан) справа от него. Болты размещаются непрерывно вдоль соединения и нагружаются сдвигом. Нагрузка на сдвиг, как правило, является хорошим способом нагрузки на крепеж, что приводит к облегчению конструкции.

Как это производится? Обычно фюзеляж и центральный блок крыла уже собираются вместе, а крыло поставляется отдельно. На сборочной линии крыло будет перемещаться вплотную к фюзеляжу так, чтобы обшивка крыла находилась непосредственно под крестообразным фитингом. Однако важно разместить крыло в правильном месте. Затем вы начинаете сверлить отверстия и соединяете крыло с фюзеляжем. Есть немецкое телешоу для детей, в котором также показывают научные материалы. Однажды они предоставили полный документальный фильм о сборке A321 (Sendung mit der Maus - Flugzeugbau). Вы можете посмотреть это блестящее видео , чтобы лучше понять, как крыло крепится к фюзеляжу (даже если вы не понимаете ни слова по-немецки):

Теперь вы сможете понять, что я имею в виду под более сложным производством и почему сложно использовать эту концепцию для очень тонких крыльев.

Ситуация на видео

II) Натяжные болты:

Эскиз 2

Я попытался показать это на эскизе II). Вы видите, что и крыло (а) и (b), и фюзеляж (с) и (d) имеют так называемые болтовые соединения. Это относительно прочные детали, предназначенные для передачи изгибающего момента крыла в виде растягивающих нагрузок на большие болты с крыла на фюзеляж. У вас также будет несколько или непрерывные натяжные болты вдоль соединения. Вы также можете видеть, что эта сборка лучше подходит для тонких крыльев и поэтому используется для многих истребителей или Конкорда. Как указано выше, болты лучше нагружать сдвигом... но здесь вы нагружаете их растягивающими нагрузками. Это утяжеляет не только болты, но и окружающую конструкцию.

III) Наконечники:

Эскиз 3

У вас есть несколько фитингов с проушинами на крыле и фюзеляже, которые соединены болтами. Обычно эти выступы располагаются на лонжеронах крыла. Наличие небольшого количества проушин и специальных зон означает, что весь путь нагрузки сосредоточен в этих точках. Это приводит к тяжелым усилениям вокруг проушин. Кроме того, вам необходимо реализовать дополнительные конструктивные особенности, чтобы сделать их отказоустойчивыми.

Однако «легко» (по сравнению с другими концептами) прикрепить их к фюзеляжу и снова снять. Поэтому вы можете найти их в самолетах, которые вам нужно транспортировать (военные истребители, дроны, планеры и т. д.).

2. Горизонтальный стабилизатор:

На приведенном ниже эскизе показан фюзеляж со специальным вырезом и сам горизонтальный стабилизатор. Обычно стабилизатор вставляется в вырез, а фитинги фюзеляжа 1) и 2) удаляются. После того, как стабилизатор будет установлен, его фитинги 4) будут соединены с фюзеляжным фитингом/шарниром 2), который снова устанавливается на место. Затем арматура 3) стабилизатора будет присоединена к арматуре 1) фюзеляжа. Этот фитинг 1) сидит на огромном домкратном винте, так что он может двигаться вверх и вниз, в то время как задняя линия шарнира остается на месте, что приводит к движению горизонтального стабилизатора вверх и вниз. Когда все собрано, задний конус фюзеляжа устанавливается в конце фюзеляжа. (вы также можете посмотреть больше этого немецкого телешоу для детей, у них также есть внутренний вид движущегося винта домкрата :-))

Эскиз узла горизонтального стабилизатора

Ситуация на видео с видом на пивот

Надеюсь, это ответ на ваш вопрос :-)

На более легких самолетах крылья иногда делают съемными для удобства транспортировки:

Планер выгружается из трейлера

Для этого лонжерон крыла имеет на внутренней кромке выступ, который вставляется в отверстие либо в фюзеляже, либо в следующей внутренней секции крыла.

После установки они прикрепляются к фюзеляжу (а часто и к крылу с другой стороны) с помощью больших металлических штифтов. Вы также часто будете видеть штифты на передней и задней кромках, которые предназначены для противодействия аэродинамическому моменту на крыле: из-за того, как работает физика, легче противодействовать крутящему моменту с помощью небольшого штифта на расстоянии от основного лонжерона, чем сделайте лонжерон достаточно большим, чтобы нести его сам по себе.

Сборка крыла планера AS Сборка крыла планера AS

Отличное изображение аэродинамического профиля тоже.
Штифты на передней кромке и лонжероне закрылка также передают подъемную силу через соединение. Лонжерон передает только изгибающий момент.
@PeterKämpf Вы имеете в виду, что они передают сдвиг? В противном случае я не думаю, что я следую. По моему опыту с аналогичной конструкцией лонжерон был рассчитан на изгиб и сдвиг, но это было одним из решений, оно может быть другим на планере на фотографиях.
Да и только стригут. Ведь они просто втыкаются в соответствующие втулки, без какого-либо фиксирующего механизма, кроме предусмотренного болтом лонжерона. Это стандартная конструкция, используемая во всех немецких композитных планерах.
@PeterKämpf Значит, штыри LE и TE проходят через весь пролет? Дизайн на изображениях мне кажется немного странным; во-первых, я ожидал, что лонжерон будет дальше вперед (около четвертной хорды), но ваш комментарий проливает некоторый свет.
@AEhere: лонжерон - это место, где аэродинамический профиль имеет максимальную толщину. То есть около 40%. Я не совсем понимаю, что вы имеете в виду, говоря «по всему пролету» — срезные штифты передают нагрузку между ребрами соединения. Таким образом, они находятся там, где структура стекловолокна прерывается. Честно говоря, некоторая подъемная сила также передается через лонжеронный болт — то, как распределяются силы, определяется локальной жесткостью. Но при определении размеров срезных штифтов вы добавляете нагрузки от кручения и подъемной силы.
@AEhere: И под «срезным штифтом» я не хочу подразумевать, что у них есть функция ограничения нагрузки — на самом деле они довольно большие. Название подразумевает, что они нагружены сдвигом. По-немецки их название Querkraftbolzen.

Я отставной механик A&P с лицензией FAA. Крылья на B727 удерживаются частично так называемыми «булавками для бутылок», если мне не изменяет память, на каждом крыле их две штуки размером примерно со старомодные стеклянные бутылки из-под молока. Я только «предполагаю», что есть сходство с тем, как крылья B737max удерживаются на месте. Опять же, я предполагаю, что конструкции «вилки для рассола» являются дополнением к другому центральному креплению коробки, такому как штифты для бутылок B727. Любая более свежая информация была бы интересна.