Способ изготовления клиновидного радиопрозрачного переднего обтекателя корпуса сверхзвукового летательного аппарата

Изобретение относится к способу изготовления термостойкого элемента корпуса сверхзвукового летательного аппарата (ЛА) и касается переднего радиопрозрачного обтекателя корпуса. При изготовлении клиновидного радиопрозрачного переднего обтекателя корпуса ЛА применяют объемную многослойную пряжу оболочки обтекателя из термостойкой нити с пропиткой термоактивным связующим, формуют оболочки на оправке и отверждают связующее, затем механически обрабатывают поверхности оболочки, стыкуемые с корпусом. При этом предварительно изготавливают части обтекателя, в том числе верхнюю и нижнюю части оболочки, соединительную дугу, с формированием передней кромки обтекателя и стыковочных полок на ее верхней и нижней поверхностях для верхней и нижней частей оболочки и элементы их механического крепления. При изготовлении соединительной дуги продольные нити слоев пряжи укладывают по радиусу изгиба передней кромки обтекателя. После изготовления производят механическую обработку стыкуемых поверхностей частей обтекателя, наносят на них высокотемпературный клей и осуществляют механическую сборку и склеивание частей обтекателя. Достигается обеспечение возможности изготовления термостойкого клиновидного переднего обтекателя ЛА с необходимой продолжительностью работы и радиотехническими характеристиками. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к термостойким элементам корпуса сверхзвукового летательного аппарата (ЛА), в частности к переднему обтекателю его корпуса, являющемуся оболочкой антенны, излучающие элементы которой не имеют непосредственной механической связи с оболочкой.

Известен способ изготовления изделий из стеклопластиков, патент RU №2266928, принятый за прототип и включающий пропитку многослойной стеклоткани фенолформальдегиднофурфуроловым или полиимидным связующим, формование и отверждение связующего. После отверждения связующего проводят термообработку при 250-350°С в течение 1-2 ч, выдерживают в ацетоне в течение 1-2 ч с последующей пропиткой продуктом МФСС-8 на основе мелилфенилспиросилоксана или продуктом ТМФТ на основе тетракс (метилфенилсилоксангидрокси)-титана и полимеризацией при 250-350°С в течение 3-4 ч. Способ относится к области авиационной и ракетной техники, преимущественно к изготовлению антенных обтекателей, и позволяет повысить термостойкость изделий из стеклопластиков. Для увеличения прочности многослойная стеклоткань (ткань из термостойкой нити) может быть изготовлена путем объемной многослойной пряжи оболочки обтекателя (3-D пряжа, с переплетением термостойкой нити по трем взаимно перпендикулярным направлениям).

Существенными признаками предлагаемого способа, совпадающими с признаками прототипа, являются следующие: способ изготовления клиновидного радиопрозрачного переднего обтекателя корпуса сверхзвукового летательного аппарата, заключающийся в объемной многослойной пряже оболочки обтекателя из термостойкой нити с пропиткой термоактивным связующим, формовании оболочки на оправке и отверждении связующего и механической обработке поверхностей оболочки, стыкуемых с корпусом.

При полете ЛА на больших скоростях для минимизации аэродинамического сопротивления оболочка обтекателя должна быть клиновидной, при этом она подвергается неравномерному силовому нагружению вследствие воздействия напора воздуха. Максимальные напряжения возникают вблизи носка обтекателя. Поэтому оболочка обтекателя вблизи его носка должна быть утолщенной, иметь значительно больше количество слоев ткани из термостойкой нити по сравнению с остальной большей ее частью. Сопряжение части оболочки с большим количеством слоев ткани с частью оболочки, имеющей значительно меньшее количество слоев ткани, обуславливает нахождение в месте сопряжения большого количества разрывов свободных, несвязанных концов термостойкой нити, которые в сверхзвуковом полете при воздействии высокой температуры обтекающего ЛА воздуха на оболочку обтекателя, сопровождающегося эрозией связующего, приводят к разлохмачиванию свободных концов, что уменьшает прочность обтекателя и время сохранения его работоспособности. Выполнение всей оболочки обтекателя чрезмерно утолщенной недопустимо, поскольку такой обтекатель не обеспечивает потребные радиотехнические характеристики и существенно ухудшает условия работы радиолокационной системы наведения ЛА. Кроме того, оболочка клиновидного обтекателя имеет геометрически сложную форму, с большой степенью изменения радиуса кривизны и малым его значением в носовой и боковых частях обтекателя, что усложняет конструкцию оборудования для изготовления многослойной ткани и формования оболочки обтекателя.

Техническим результатом, на решение которого направлено изобретение, является обеспечение возможности изготовления термостойкого клиновидного переднего обтекателя ЛА с необходимой продолжительностью работы и радиотехническими характеристиками, а также упрощение конструкции технологического оборудования для его изготовления.

Для решения поставленной задачи в способе изготовления клиновидного радиопрозрачного переднего обтекателя корпуса сверхзвукового летательного аппарата, заключающемся в объемной многослойной пряже оболочки обтекателя из термостойкой нити с пропиткой термоактивным связующим, формовании оболочки на оправке и отверждении связующего и механической обработке поверхностей оболочки, стыкуемых с корпусом, предварительно изготавливают части обтекателя, в том числе верхнюю и нижнюю части оболочки, соединительную дугу, с формированием передней кромки обтекателя и стыковочных полок на ее верхней и нижней поверхностях для соответственно верхней и нижней частей оболочки и элементы их механического крепления, при этом, при изготовлении соединительной дуги продольные нити слоев пряжи укладывают по радиусу изгиба передней кромки обтекателя, после изготовления производят механическую обработку стыкуемых поверхностей частей обтекателя, наносят на них высокотемпературный клей и осуществляют их механическую сборку и склеивание частей обтекателя. Дополнительно, для упрощения технологического оборудования при изготовлении клиновидного обтекателя предварительно изготавливают составные части соединительной дуги по ее длине и цилиндрические соединительные штыри, в стыкуемых торцах составных частей соединительной дуги выполняют отверстия под соединительные штыри и перед механической сборкой частей обтекателя на поверхности стыкуемых торцов, соединительных штырей и отверстий под них наносят высокотемпературный клей и осуществляют сборку и склеивание частей соединительной дуги.

Отличительными признаками предлагаемого способа изготовления клиновидного радиопрозрачного обтекателя корпуса сверхзвукового летательного аппарата является то, что предварительно изготавливают части обтекателя, том числе верхнюю и нижнюю части оболочки, соединительную дугу, с формированием передней кромки обтекателя и стыковочных полок на ее верхней и нижней поверхностях для соответственно верхней и нижней частей оболочки, и элементы их механического крепления, при этом, при изготовлении соединительной дуги продольные нити слоев пряжи укладывают по радиусу изгиба передней кромки обтекателя, после изготовления производят механическую обработку стыкуемых поверхностей частей обтекателя, наносят на них высокотемпературный клей и осуществляют их механическую сборку и склеивание частей обтекателя; предварительно изготавливают составные части соединительной дуги по ее длине и цилиндрические соединительные штыри, в стыкуемых торцах составных частей соединительной дуги выполняют отверстия под соединительные штыри и перед механической сборкой частей обтекателя на поверхности стыкуемых торцов, соединительных штырей и отверстий под них наносят высокотемпературный клей и осуществляют сборку и склеивание частей соединительной дуги.

Благодаря наличию указанных отличительных признаков в совокупности с известными достигается следующий технический результат: обеспечивается возможность изготовления термостойкого клиновидного переднего обтекателя сверхзвукового ЛА с необходимыми радиотехническими характеристиками и временем работы; обеспечивается упрощение конструкции технологического оборудования, необходимого для его изготовлении.

Предложенное техническое решение может найти применение при изготовлении ЛА для полетов с большой сверхзвуковой скоростью.

Сущность предлагаемого решения поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлены части клиновидного обтекателя.

На фиг. 2 представлено продольное сечение клиновидного обтекателя и его вид сверху.

На фиг. 3 представлен фрагмент поперечного сечения оболочки обтекателя, показывающий расположение термостойких нитей по трем взаимно перпендикулярным направлениям в многослойной оболочке обтекателя, выполненной методом объемной (3-D) пряжи.

Представленный на фиг. 1-3 клиновидный обтекатель содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 части оболочки, соединительную дугу 3, формирующую переднюю кромку 4 обтекателя. В широкой задней части соединительной дуги 3 со стороны верхней поверхности 5 выполнена дугообразная полка 6 со стыковочными поверхностями 7 и 8, а со стороны нижней поверхности 9 выполнена дугообразная полка 10 со стыковочными поверхностями 11 и 12. Обтекатель содержит элементы механического крепления - винты 13, под которые в верхней части 1 оболочки выполнены посадочные отверстия 14, а в нижней части 2 оболочки выполнены посадочные отверстия 15. Соединительная дуга 3 выполнена из отдельных частей 16-18, снабженных цилиндрическими соединительными штырями 19. В стыкуемых торцах частей 16-18 соединительной дуги 3 выполнены отверстия 20 под штыри 19. Части 1, 2 оболочки обтекателя, части 16-18 соединительной дуги 3, штыри 19 и винты 13 содержат многослойную ткань, выполненную методом объемной (3-D) пряжи из термостойкой нити, включающей взаимно перпендикулярные нити - продольные 21 (фиг. 3), поперечные 22 и вертикальные 23, с пропиткой термоактивным связующим 24 и последующим его отверждением. Каждый участок продольной термостойкой нити 21 частей 16-18 соединительной дуги 3 уложен по радиусу изгиба передней кромки 4 обтекателя. В соединительной дуге 3 со стороны поверхности 8 полки 6 и со стороны поверхности 12 полки 10 выполнены резьбовые отверстия 25 под винты 13. В задних частях верхней части 1 оболочки, дуги 3 и нижней части 2 оболочки выполнены желоба, соответственно 26-28, для крепления к корпусу 29 ЛА. Перед механической сборкой обтекателя на поверхности стыкуемых торцов частей 16-18, соединительных штырей 19 и отверстий 20 под них нанесен высокотемпературный клей и осуществлена сборка и склеивание частей соединительной дуги 3, после этого выполнена механическая обработка стыковочных поверхностей 7 и 8 дугообразной полки 6, стыковочных поверхностей 11 и 12 дугообразной полки 10, ответных стыковочных поверхностей верхней 1 и нижней 2 частей оболочки, посадочных отверстий 14 и 15, резьбовых отверстий 25, нанесен на них высокотемпературный клей и осуществлена механическая сборка винтами 13 и склеивание частей обтекателя.

Представленное на фиг. 1-3 устройство работает следующим образом. В полете ЛА в зоне максимального нагружения оболочки обтекателя в полете находится соединительная дуга 3, воспринимающая максимальные нагрузки. При этом задняя часть дуги 3 между поверхностями 8 и 12 в совокупности с находящимися на полках 6 и 10 верхней частью 1 и нижней частью 2 оболочки обтекателя работают как единое тело, воспринимая максимальные нагрузки, благодаря склеиванию со стыковочными поверхностями, соответственно 7 и 8, 11 и 12, и механическому креплению оболочек 1 и 2 к дуге 3 винтами 13 через посадочные отверстия, соответственно 14 и 15 к резьбовым отверстиям 25. При этом также свободные концы термостойких нитей 21-23, находящиеся на периферии оболочек 1 и 2, защищены стенками 7 и 11 полок 6 и 10 соединительной дуги 3 от разлохмачивания обтекающим потоком воздуха в полете ЛА, соответственно, свободные концы нитей 21-23 в теле соединительной дуги 3, выходящие на поверхности 7 и 11, защищены от разлохмачивания потоком воздуха, соответственно, верхней 1 и нижней 2 частями оболочки обтекателя, что обеспечивает необходимое время работы изготовленного термостойкого клиновидного радиопрозрачного обтекателя. Благодаря изготовлению соединительной дуги 3 из частей 16 и 18 и их сборке с установкой цилиндрических соединительных штырей 19 в отверстия 20 после нанесения на их поверхности термостойкого клея и склеивания в составе обтекателя после сборки его частей упрощается изготовление дуги 3 и обтекателя в целом, поскольку при разделении дуги 3 угол кривизны каждого участка составляет только часть от общего угла кривизны дуги 3, кроме того, на каждом из участков 16-18 уменьшается диапазон изменения угла наклона поверхности 7 к горизонту, соответственно, что упрощает конструкцию необходимого оборудования для объемной многослойной (3-D) пряжи и формования составных частей 16-18 соединительной дуги 3. Выполнение оболочки обтекателя из верхней 1 и нижней 2 частей также существенно упрощает конструкцию оборудования для их изготовления. Таким образом, при сравнительно простом оборудовании обеспечивается изготовление клиновидного радиопрозрачного обтекателя корпуса 29 ЛА, обеспечивающего необходимую термостойкость и продолжительность работы.

1. Способ изготовления клиновидного радиопрозрачного переднего обтекателя корпуса сверхзвукового летательного аппарата, заключающийся в применении объемной многослойной пряжи в оболочке обтекателя из термостойкой нити с пропиткой термоактивным связующим, формовании оболочки на оправке и отверждении связующего, и механической обработке поверхностей оболочки, стыкуемых с корпусом, отличающийся тем, что предварительно изготавливают части обтекателя, в том числе верхнюю и нижнюю части оболочки, соединительную дугу, с формированием передней кромки обтекателя и стыковочных полок на ее верхней и нижней поверхностях для соответственно верхней и нижней частей оболочки и элементы их механического крепления, при этом при изготовлении соединительной дуги продольные нити слоев пряжи укладывают по радиусу изгиба передней кромки обтекателя, после изготовления производят механическую обработку стыкуемых поверхностей частей обтекателя, наносят на них высокотемпературный клей и осуществляют механическую сборку и склеивание частей обтекателя.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительно изготавливают составные части соединительной дуги по ее длине и цилиндрические соединительные штыри, в стыкуемых торцах составных частей соединительной дуги выполняют отверстия под соединительные штыри и перед механической сборкой частей обтекателя на поверхности стыкуемых торцов, соединительных штырей и отверстий под них наносят высокотемпературный клей и осуществляют сборку и склеивание частей соединительной дуги.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может быть использовано при креплении антенных обтекателей скоростных ракет различных классов. Технический результат изобретения заключается в повышении надежности узла крепления обтекателя с корпусом летательного аппарата за счет более точного базирования (центрирования) антенного обтекателя на шпангоуте.

Изобретение относится к области создания конструкций носовых антенных обтекателей ракет с оболочками, изготавливаемыми из жаростойких неорганических (керамических) материалов.

Изобретение относится к области авиационно-ракетной техники, преимущественно к конструкциям носовых радиопрозрачных обтекателей, являющихся укрытием от аэродинамического воздействия антенных устройств головок самонаведения (АУ ГСН).

Изобретение относится к области авиационно-ракетной техники, преимущественно к конструкциям носовых радиопрозрачных обтекателей, являющихся укрытием от аэродинамического воздействия антенных устройств головок самонаведения (АУ ГСН).

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к антенным системам. Технический результат - упрощение конструкции антенной системы и ослабление климатико-механических требований к составным частям антенной системы.

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам преимущественно к широкополосным системам «антенна-обтекатель». Технический результат - повышение коэффициента прохождения электромагнитной волны и снижение пеленгационных ошибок в системе «антенна-обтекатель» в широкой полосе частот.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к обтекателям гидроакустических станций. Технический результат - создание обтекателя антенн гидроакустических станций из композиционных материалов, обладающего повышенной прочностью и эксплуатационной надежностью с улучшенными акустическими свойствами.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в радиотехнических устройствах подводных судов. Технический результат - уменьшение громоздкости без увеличения задержки излучения и приема электромагнитных сигналов.

Изобретение относится к авиационной и ракетно-космической технике, а именно к головным отсекам (ГО) летательных аппаратов (ЛА). ГО ЛА содержит переднюю панель в виде клина с плоскими иллюминаторами, осесимметричную с переменным сечением боковую обечайку со стыковочным шпангоутом, складную телескопическую аэродинамическую иглу.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к защите антенн от воздействия внешних факторов окружающей среды. Техническим результатом является расширение диапазона частот проходящих радиоволн от 3 до 30 ГГц через многослойное радиопрозрачное укрытие для антенн с одновременным упрощением его конструкции.

Изобретение относится к элементам конструкции антенн самолетов дальнего радиолокационного обнаружения. Вращающийся обтекатель антенн, выполненный в виде кессона и предназначенный для установки на фюзеляже за крылом посредством пилонов, содержит центральный узел - силовой куб, состоящий из верхней и нижней панелей обшивок кессона, двух лонжеронов и двух силовых нервюр.

Изобретение относится к области авиастроения. Многофункциональный самолет содержит фюзеляж (1), консоли крыла (2), консоли цельноповоротного вертикального оперения (3), консоли цельноповоротного горизонтального оперения (4), фонарь кабины (5), горизонтальные кромки воздухозаборников двигателей (6), мелкоячеистые сетки, экранирующие устройства забора и выброса воздуха (7), боковые наклонные кромки воздухозаборников двигателей (8), устройство (9) уменьшения эффективной поверхности рассеяния (ЭПР) силовой установки и створки (10) отсека штанги дозаправки топливом в полете.

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к опоре вращающегося обтекателя антенн на самолете. Опора содержит механизм вращения и выполнена из шести балок, расположенных в объеме обтекателя и объединенных в цельную конструкцию соединениями концов балок между собой и одновременно с лонжеронами пилонов, образуя своими верхними полками плоскость для соединения с механизмом вращения обтекателя, а нижними полками - поверхность, вписанную в обводы обтекателя.

Изобретение относится к авиационной технике и касается самолетов радиолокационного дозора и наведения палубного и наземного базирования. Самолет содержит фюзеляж, высокорасположенное крыло, горизонтальное и разнесенное вертикальное оперение, силовую установку и шасси.

Изобретение относится к области авиационной радиолокации. Самолет дальнего радиолокационного обнаружения корабельного базирования состоит из фюзеляжа, переднего крыла обратной стреловидности и заднего крыла нормальной стреловидности, расположенных в верхней части фюзеляжа и отклоненных вверх, двигательной установки и радиолокатора с носовой и боковыми активными фазированными антенными решетками.

Изобретение относится к конструктивным элементам фюзеляжа летательного аппарата. Обтекатель антенны, установленный на самолете, содержит радиопрозрачную переднюю и металлическую заднюю части, обшивку, подкрепленную силовым набором.
Изобретение относится к области изготовления обтекателей фюзеляжных антенн из стеклопластика, предназначенных для защиты печатных плат антенн от аэродинамического и механического воздействия внешней среды.

Вертолет // 2361775
Изобретение относится к антенной технике, а более конкретно, к антенной системе вертолета. .

Изобретение относится к конструкции наружных элементов фюзеляжа летательных аппаратов. .

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к вертолетам. .

Изобретение относится к защитным устройствам летательного аппарата. Способ снижения радиолокационной заметности летательного аппарата заключается в размещении антенны головки самонаведения в герметичной полости радиопрозрачного обтекателя, заполнении полости плазмообразующей газовой смесью давлением 1-100 кПа и введении пучка электронов в плазмообразующую газовую смесь с образованием поглощающего плазменного объема. Полет летательного аппарата осуществляют на высоте с давлением окружающей среды меньше величины давления газовой смеси в полости обтекателя. В процессе полета обеспечивают дополнительную подачу плазмообразующей газовой смеси в полость обтекателя с учетом степени его герметичности. Изобретение направлено на уменьшение необходимой степени герметичности переднего обтекателя при сохранении эффективной поверхности рассеяния. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу изготовления термостойкого элемента корпуса сверхзвукового летательного аппарата и касается переднего радиопрозрачного обтекателя корпуса. При изготовлении клиновидного радиопрозрачного переднего обтекателя корпуса ЛА применяют объемную многослойную пряжу оболочки обтекателя из термостойкой нити с пропиткой термоактивным связующим, формуют оболочки на оправке и отверждают связующее, затем механически обрабатывают поверхности оболочки, стыкуемые с корпусом. При этом предварительно изготавливают части обтекателя, в том числе верхнюю и нижнюю части оболочки, соединительную дугу, с формированием передней кромки обтекателя и стыковочных полок на ее верхней и нижней поверхностях для верхней и нижней частей оболочки и элементы их механического крепления. При изготовлении соединительной дуги продольные нити слоев пряжи укладывают по радиусу изгиба передней кромки обтекателя. После изготовления производят механическую обработку стыкуемых поверхностей частей обтекателя, наносят на них высокотемпературный клей и осуществляют механическую сборку и склеивание частей обтекателя. Достигается обеспечение возможности изготовления термостойкого клиновидного переднего обтекателя ЛА с необходимой продолжительностью работы и радиотехническими характеристиками. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх