Сетчатая оболочка вращения из композиционных материалов



Сетчатая оболочка вращения из композиционных материалов
Сетчатая оболочка вращения из композиционных материалов
Сетчатая оболочка вращения из композиционных материалов
Сетчатая оболочка вращения из композиционных материалов
Сетчатая оболочка вращения из композиционных материалов

 


Владельцы патента RU 2442690:

Закрытое акционерное общество "Центр перспективных разработок ОАО ЦНИИСМ" (RU)

Изобретение относится к сетчатым оболочкам вращения из композиционных материалов с наружной обшивкой, которое может быть применено в изделиях авиационной и ракетно-космической техники. Сетчатая оболочка вращения из композиционных материалов образована из повторяющихся по толщине стенки оболочки слоев систем перекрещивающихся спиральных, кольцевых и продольных лент из однонаправленных нитей, скрепленных полимерным связующим, образующих спиральные, кольцевые и продольные ребра. Часть ребер по боковой и внутренней поверхности соединена с профилем из тканого материала, пропитанного полимерным связующим. Глубина паза в профиле не менее высоты ребра. Верхние поверхности профиля соединены с обшивкой из композиционных материалов. В зоне установки профилей между ребрами и обшивкой возможно размещение прослойки из пористого материала, соединенной с наружной поверхностью ребер, боковой поверхностью профилей и обшивкой. Обеспечивается увеличение прочности и надежности соединения с обшивкой из композиционных материалов. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к сетчатым оболочечным конструкциям из композиционных материалов (КМ) и может быть применено в изделиях авиационной и ракетно-космической техники.

К сетчатым оболочечным конструкциям на ряде конструкций необходимо крепить обшивку в виде тонкостенной оболочки из композиционных материалов. Площади наружной поверхности ребер недостаточно для надежного крепления обшивки к сетчатой структуре. Существует проблема надежного крепления обшивки к сетчатой структуре и защиты структуры от внешних ударных воздействий.

Сетчатая оболочка вращения из композиционных материалов по патенту RU №2392122, зарегистрированная 5.11.2008 г., является наиболее близкой по технической сущности к заявляемой и выбрана в качестве ближайшего аналога (прототипа).

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка оболочки вращения из композиционных материалов, где конструкция крепления обшивки к поверхности ребер сетчатой структуры имела бы необходимую прочность и надежность.

Технический результат, который может быть достигнут при использовании изобретения, заключается в получении оболочки из композиционных материалов с достаточной прочностью и надежностью при действии эксплуатационных нагрузок, в том числе и ударных.

Для решения поставленной задачи с достижением указанного результата известная сетчатая оболочка вращения из композиционных материалов, образованная из повторяющихся по толщине стенки оболочки слоев систем перекрещивающихся спиральных, кольцевых и продольных лент из однонаправленных нитей, скрепленных полимерным связующим, образующих спиральные, кольцевые и продольные ребра, согласно изобретению отличается тем, что часть ребер по боковой и внутренней поверхности соединена с профилем из тканого материала, пропитанного полимерным связующим, с глубиной паза в профиле не менее высоты ребра, а по верхней поверхности профиля соединены с обшивкой из композиционных материалов. В зоне установки профилей между ребрами и обшивкой возможно размещение прослойки из пористого материала, соединенной с наружной поверхностью ребер, боковой внутренней поверхностью профилей и обшивкой.

Увеличение площади соединения ребер к обшивке, за счет площади верхней поверхности профилей, позволяет обеспечить достаточную прочность отрыва оболочки от ребер при эксплуатации, а боковыми и нижней поверхностями надежно скрепить профили с ребрами.

Для увеличения площади соединения ребер с обшивкой может дополнительно крепиться наружная поверхность ребер к обшивке.

Конструктивное исполнение профилей с воздушным зазором между наружной поверхностью ребер и обшивкой в зоне профилей позволяет снизить силу ударного воздействия на ребра со стороны обшивки.

Для рассеивания энергии удара по обшивке между наружной поверхностью ребер и обшивкой в зоне профилей может располагаться прослойка из пористого материала типа пенопласта или пористой резины, соединенной с наружной поверхностью ребер, боковой поверхностью профилей и обшивкой.

Отличительными особенностями заявляемой сетчатой оболочки из композиционных материалов являются следующие признаки:

- оболочка между пересечениями ребер содержит профили из композиционных материалов;

- профили выполнены из тканого материала, пропитанного полимерным связующим;

- профили соединены по внутренней поверхности с ребром, а по верхней поверхности профиля с обшивкой;

- между ребрами и обшивкой возможно размещение прослойки из пористого материала, соединенной с наружной поверхностью ребер, боковой поверхностью профилей и обшивкой.

Указанные признаки являются существенными, так как каждый из них направлен на достижение заявленного технического результата в соответствии с поставленной задачей.

Использование совокупности существенных отличительных признаков в известном решении не обнаружено, что характеризует соответствие предложенного технического решения критерию «новизна».

Единая совокупность новых существенных признаков с общеизвестными обеспечивает решение поставленной задачи и характеризует предложенное техническое решение существенными отличиями по сравнению с известным уровнем техники и аналогами.

Данное техническое решение является результатом научно-исследовательской работы по созданию высоконагруженных сетчатых оболочечных конструкций, надежно соединенных с обшивкой из композиционных материалов. Решение обладает неочевидностью, что свидетельствует о его соответствии критерию «изобретательский уровень».

Изобретение поясняется фиг.1-5. На фиг.1 представлен общий вид заявленной сетчатой оболочки с обшивкой. На фиг.2 изображен фрагмент заявленной сетчатой оболочки с профилями из тканого материала. На фиг.3-5 представлены поперечные сечения сетчатого ребра с профилем из тканого материала, соединенным с обшивкой.

Заявленная сетчатая оболочка на фиг.1 содержит спиральные 1, кольцевые 2 и продольные 3 ребра, соединенные с обшивкой из композиционных материалов 4.

На фиг.2 изображен фрагмент внутренней поверхности заявленной сетчатой оболочки, состоящей из пересечения спиральных 1 и кольцевых 2 ребер, а также часть ребер по боковой и наружной поверхности, соединенных с профилем из тканого материала 5, пропитанного полимерным связующим, с глубиной паза в профиле не менее высоты ребра.

На фиг.3 изображен профиль поперечного сечения ребра 1 сетчатой структуры, а также боковые 8 и нижняя 9 поверхности ребра, соединенные с внутренней частью 8 и 9 профиля из тканого материала 5, при этом верхняя поверхность профиля 10 соединена с обшивкой 4. Наружная поверхность ребра 11 также соединена с обшивкой 4.

На фиг.4 изображен профиль поперечного сечения ребра 1 сетчатой структуры с внутренней частью 8 и 9 профиля из тканого материала 5, частично соединенной с боковыми 8 и нижней 9 поверхностью ребра, а верхняя поверхность профиля 10 соединена с обшивкой 4, при таком соединении между ребром и обшивкой образуется воздушная прослойка 6.

На фиг.5 изображен профиль поперечного сечения ребра 1 сетчатой структуры, а между наружной поверхностью ребра 11 и обшивкой 4 имеется прослойка из пористого материала 7, соединенная с наружной поверхностью ребра 11, внутренней боковой поверхностью 12 профиля из тканого материала 5 и обшивкой 4.

Предложенное изобретение может быть реализовано на стандартном оборудовании с использованием метода автоматизированной намотки по известным технологиям. Соединение профилей с ребрами, обшивкой и прослойками может осуществляться как при помощи специальных клеев, так и за счет клеящих свойств связующих ребер, профилей, обшивки и прослойки. Количество профилей, количество и материал слоев в профилях, площадь приклейки профилей к обшивке определяются специальным расчетом в зависимости от действующих на конструкцию нагрузок.

Предлагаемая сетчатая оболочка с обшивкой из композиционных материалов с предложенными профилями успешно прошла испытания на модельных конструкциях.

1. Сетчатая оболочка вращения из композиционных материалов, образованная из повторяющихся по толщине стенки оболочки слоев систем перекрещивающихся спиральных, кольцевых и продольных лент из однонаправленных нитей, скрепленных полимерным связующим, образующих спиральные, кольцевые и продольные ребра, отличающаяся тем, что часть ребер по боковой и внутренней поверхности соединена с профилем из тканого материала, пропитанного полимерным связующим, с глубиной паза в профиле не менее высоты ребра, а верхние поверхности профилей соединены с обшивкой из композиционных материалов.

2. Оболочка по п.1, отличающаяся тем, что в зоне установки профилей между ребрами и обшивкой имеется прослойка из пористого материала, соединенная с наружной поверхностью ребер, боковой поверхностью профилей и обшивкой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к размещению оборудования на борту геостационарного телекоммуникационного спутника. .

Ракета // 2434796
Изобретение относится к космонавтике. .

Изобретение относится к области космической техники и может быть использовано при проектировании космических аппаратов (КА) негерметичного исполнения с радиационным охлаждением.

Изобретение относится к космической технике, в частности к шлюзовым камерам космических аппаратов. .

Изобретение относится к ракетно-космической технике и предназначено для защиты полезных грузов (ПГ) при их совместной эксплуатации с ракетой-носителем (РН). .

Изобретение относится к области ракетно-космической техники. .

Изобретение относится к конструкции космических аппаратов (КА), в частности искусственных спутников. .

Изобретение относится к конструкции и эксплуатации составных частей и оборудования космических аппаратов, в частности искусственных спутников Земли. .

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при создании космических аппаратов (КА) дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). .

Изобретение относится к элементам конструкции космического аппарата (КА), связанным с таким его оборудованием, как радиолокационные антенны, солнечные батареи и т.п.

Изобретение относится к области авиастроения, более конкретно к способу склеивания элементов для летательного аппарата. .

Изобретение относится к способам изготовления трехслойных панелей с сотовым заполнителем и может быть использовано в машиностроении, авиационной и космической технике.

Изобретение относится к соединению панелей и к способу их соединения. .

Изобретение относится к области подкрепленных пластин и оболочек, работающих на устойчивость и изгиб, которые могут быть использованы в качестве силовых конструкций различных емкостей гидротехнических и строительных сооружений, корпусов ракет, жестких корпусов подводных лодок, жестких панелей спутников.

Изобретение относится к авиационной промышленности и касается способа изготовления звукопоглощающей конструкции. .
Наверх