Средняя часть фюзеляжа (СЧФ) - агрегат Ф-2 орбитального корабля "Буран" (11Ф35)

Средняя часть фюзеляжа длиной 18 500 мм, шириной 6000 мм и высотой 5500 мм обеспечивает размещение полезного груза, элементов бортовых систем и их монтаж. В ее состав конструктивно входят 26 шпангоутов, составляющих поперечный набор, боковые и нижние панели обшивки со стрингерным набором, продольные балки, створки отсека полезного груза (ОПГ), ниша передней опоры шасси и узел связи с РН.
Особенностью силовой схемы СЧФ, отличающей ее от принятых для широкофюзеляжных самолетов, является разомкнутый контур, подкрепляемый через замковую систему створками ОПГ только для восприятия крутящего момента (нагрузки в продольном направлении створки не воспринимают). Ниже показан отсек Ф-2 (в сборе и технологическое членение), в состав которого входит СЧФ и хвостовая часть фюзеляжа (ХЧФ).

Шпангоуты СЧФ делятся на пять типов:

Оболочка СЧФ выполнена из боковых и нижних панелей, разделенных на четыре части по длине и соединенных по стыкам болтами. Панели собираются из химически фрезерованных листовых обшивок и стрингеров открытого профиля. Типоразмеры сечений, толщин и заготовок стрингеров и обшивок унифицированы для всего планера.

На боковых панелях имеются вырезы для люков системы наддува и вентиляции (СНВП) планера и люков заправки жидких кислорода и водорода в баки электрохимического генератора (ЭХГ) тока. С левой и правой сторон в передней зоне СЧФ расположены наплывы крыла в виде оболочек с каркасом из диафрагм арочного типа, выполняющие роль зализа между консолью крыла и бортом фюзеляжа. Панели оболочек собираются из штампованных листовых обшивок и стрингеров открытого профиля. По контуру наплыва приклепаны гнутые профили швеллерного сечения для соединения с фюзеляжем. Для подхода к местам стыка в боковых панелях фюзеляжа и в панелях наплывов имеются технологические люки.

Продольные балки (лонжероны) фюзеляжа располагаются по правому и левому бортам, окантовывая ОПГ. Каждая из них состоит из двух поясов, стенок, бимса и силовых стоек, которые образуют силовой элемент, воспринимающий изгибные и крутящие нагрузки всего фюзеляжа. К бимсу с помощью болтов крепятся кронштейны навески створок ОПГ.

Технологическое членение Ф-2 (увеличенные изображения можно найти на DVD-ROM'е v4.0):
1 - шпангоуты; 2 - лонжероны;, 3 - зашивка внутренняя; 4 - панели нижние; 5 - панели боковые; 6 - раскосы

Ниша передней опоры шасси образована стенками шпангоутов, двумя боковыми продольными стенками с приливами и проушинами для установки узлов передней опоры шасси и верхней стенкой. На верхней стенке ниши закреплена балка, к которой крепится замок убранного положения передней опоры шасси. В донной части нишу замыкает створка, опирающаяся на окантовку, которая крепится к стенкам. В закрытом положении створка фиксируется шестью замками. Герметичность ниши с закрытой створкой обеспечивается двойным гермоуплотнением.

Створки ОПГ длиной 18500 мм и шириной (по дуге) около 8000 мм являются верхней частью фюзеляжа, защищают внутренний объем со всем его содержимым от воздействия внешней среды. Они выполнены из двух (по правому и левому бортам) частей, состоящих из четырех секций, причем каждая часть крепится к 12 узлам на продольной балке фюзеляжа. Секции створок конструктивно состоят из рамы, изготовленной из титанового сплава, и сотовых панелей из композиционного материала на основе углеродных волокон и полимерного связующего, изготовленных формованием в автоклаве. Секции связаны между собой силовыми штырями, исключающими восприятие продольных нагрузок. Для предотвращения протока плазмы в ОПГ в стыках между частями створок, а также между створками и шпангоутами фюзеляжа установлено металлорезиновое уплотнение, а в компенсационных зазорах между секциями и между частями и по периметру створки - температурные барьеры. В закрытом положении створка и ее части фиксируются по продольному стыку 17, а по торцам - 8 замками. Использование композиционных материалов позволило уменьшить массу створок ОПГ на 600 кг по сравнению с металлическим вариантом.

На каждом борту СЧФ расположены по шесть люков системы наддува и вентиляции планера размерами 510х200 мм каждый, створки которых открываются внутрь отсека, а герметизация обеспечивается резиновым уплотнителем специального профиля; в верхней передней зоне СЧФ расположены люки заправки системы питания ЭХГ размерами 500х600 мм каждый, створки которых открываются наружу, а герметизация обеспечивается резиновым уплотнителем специального профиля и прижимами и температурным барьером.

По правому и левому бортам на кронштейнах проложены электрожгуты СЭП, СУ и СБИ, а также трубопроводы транскорабельных магистралей подачи компонентов топлива к двигателям БДУ-Н.

Верхние пояса шпангоутов имеют ворсовые накладки, крепящие тканевую зашивку ОПГ, обеспечивающую стабилизацию тепловых режимов оборудования, расположенного в СЧФ.

Хвостовая часть фюзеляжа длиной 3600 мм, шириной 5500 мм и высотой 6000 мм служит для размещения оборудования бортовых систем, ВСУ, гидросистемы, остронаправленной антенны (ОНА-II) и ОДУ. Снаружи она имеет узлы крепления консолей крыла, балансировочного щитка, вертикального оперения, парашютно-тормозной установки (ПТУ) и узлы связи с РН. Конструкцию отсека составляют панели обшивки, шпангоуты и раскосы, лонжероны фюзеляжа и балки.

Шпангоуты ХЧФ включают три силовых и три несиловых, малонагруженных шпангоута. Силовые шпангоуты состоят из стенок и балок, изготовленных из титановых плит, и воспринимают нагрузки от крыла, вертикального оперения и узлов связи с РН; два из них соединены между собой 12 раскосами и образуют единую жесткую конструкцию, воспринимающую нагрузки при работе ДОМ и ПТУ. Три несиловых шпангоута поддерживают обшивку и крепятся к ней через промежуточный элемент (компенсатор), обеспечивая внешние обводы ХЧФ.

Продольный силовой набор состоит из балок, верхних и нижних лонжеронов. Верхние лонжероны являются продолжением продольных балок СЧФ и воспринимают нагрузки от изгиба и кручения фюзеляжа, нижние лонжероны - от узлов стыковки с РН. Продольные балки поддерживают плоские панели переднего и донного шпангоутов для уменьшения деформаций при возникновении перепада давлений внутри отсека.

В донной части ХЧФ расположен люк антенны ОНА-II с открывающейся наружу створкой. В закрытом положении створка удерживается 10 замками, открытие и закрытие которых обеспечивается электроприводом через систему рычагов и качалок, а герметизация - двумя резиновыми уплотнителями специального профиля. По обоим бортам ниже строительной горизонтали фюзеляжа (СГФ) имеются два эксплуатационных люка для доступа в отсек.

Примечание к таблице весов: лимитная масса СЧФ составляет 9161 кг.

Рабочие (сборочные) чертежи средней и хвостовой частей фюзеляжа

- История создания "Бурана";

- Полет "Бурана";

- Описание "Бурана" в книге "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П.Королева: 1946-1996";

- Описание "Бурана" в книге Б.И.Губанова "Триумф и трагедия "Энергии". Размышления Главного конструктора";

- Глава "Многоразовая космическая система "Энергия-Буран" из книги В.Е.Гудилина, Л.И.Слабкого "Ракетно-космические системы: история, развитие, перспективы"