Консоль складной аэродинамической поверхности из полимерного композиционного материала

Изобретение относится к области авиастроения и касается складываемых аэродинамических поверхностей из композиционных материалов (КМ). Консоль складной аэродинамической поверхности из полимерного КМ, выполненная из углепластика или стеклопластика и по интегральной схеме, состоит из металлического кронштейна и композиционной коробчатой многостеночной конструкции. Коробчатая конструкция выполнена в виде моноблока, состоящего из замкнутой обшивки и стенок, который изготовлен методом вакуумного безавтоклавного формования за один технологический переход. Кронштейн со стороны крепления консоли выполнен в виде гребенки с пазами, образованными стенками, соединяющими вытянутые вдоль пазов поверхности сопряжения кронштейна с моноблоком. Расположение пазов соответствует расположению стенок моноблока, которые выполнены с возможностью свободного входа в соответствующие пазы для крепления кронштейна с моноблоком. Достигается повышение надежности, точности конструкции, улучшение аэродинамических характеристик. 2 ил.

 

Изобретение относится к области авиастроения, к складываемым аэродинамическим поверхностям беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) или палубной авиации, в частности, к аэродинамическим поверхностям из композиционных материалов крыльев, крыльевых устройств и оперения.

Известно «Интегральное крыло из композиционного материала» (патент US 6889937, дата публикации 10.05.2005 г., МПК B29C 37/00). Интегральная конструкция аэродинамической поверхности, состоящая из обшивки и лонжеронов, которые могут иметь разную форму, получена за счет совместной полимеризации обшивки и лонжеронов.

Недостатком данного аналога является то, что нескладные крылья имеют большие габариты по сравнению со складными крыльями, вследствие чего летательный аппарат с нескладными крыльями требует большего места для транспортирования и хранения, ухудшается маневренность и аэродинамические характеристики носителя.

Известно также «Складывающееся крыло летательного аппарата» (патент RU №2336489, дата публикации от 27.12.2007 г., МПК F29B 10/04), которое содержит основание с выемкой, консоль и фиксаторы. Складывающееся крыло изготовлено из металлических сплавов.

Недостатком данного технического решения является большой вес складывающегося крыла летательного аппарата, низкая технологичность процесса изготовления и, следовательно, большая трудоемкость.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению и взятому в качестве прототипа является «складная аэродинамическая поверхность из полимерного композиционного материала» (патент RU на полезную модель №134310, дата публикации 10.11.2013, МПК F42B 10/14), состоящая из неподвижной части, закрепленной на корпусе ракеты, консоли, механизма раскладывания и средств фиксации в разложенном положении, а механизм раскладывания содержит кронштейн, к которому крепится консоль при помощи крепежных элементов и накладок в виде пластин, устанавливаемых на внешней поверхности консоли, при этом обтекатель неподвижной части и консоль изготовлены из полимерного композиционного материала, консоль выполнена по интегральной схеме и имеет коробчатый многостеночный лонжерон с двумя силовыми поясами и бортовую нервюру, причем фиксация консоли в сложенном положении обеспечена за счет средства фиксации, состоящего из заформованного в консоль стержня и крепежного элемента.

Недостатком прототипа является место соединения консоли и кронштейна, которое может привести к концентраторам напряжений в обшивке вследствие того, что отсутствует крепление средних стенок с кронштейном. В результате этого может возникнуть разрушение обшивки под головками крепежных элементов, что снижает прочность соединения. Для усиления места соединения в данном случае крепление осуществляется через накладки в виде пластин поверх обшивки. Очевидно, что такое решение, кроме дополнительных деталей, создает также еще и дополнительное аэродинамическое сопротивление. Кроме того, технологически сложно обеспечить повторяемость заданных характеристик изделия, ввиду изменений характеристик материала оправок от температурного и механического воздействия при каждом технологическом цикле.

Решаемой задачей изобретения является повышение надежности конструкции и улучшение аэродинамических характеристик за счет точного выполнения профиля поверхности, исключающего концентраторы напряжений и дополнительных аэродинамических сопротивлений.

Техническим результатом от использования изобретения является создание надежной, точной и высокотехнологичной консоли складной аэродинамической поверхности для летательных аппаратов, имеющих большую удельную нагрузку на крыло, с минимальной стоимостью изготовления и коротким производственным циклом, а также улучшенными аэродинамическими характеристиками.

Технический результат достигается тем, что в консоли складной аэродинамической поверхности из полимерного композиционного материала, выполненной из углепластика или стеклопластика и по интегральной схеме, состоящей из металлического кронштейна и композиционной коробчатой многостеночной конструкции, коробчатая многостеночная конструкция выполнена в виде моноблока, состоящего из замкнутой обшивки, формирующей обводы и воспринимающей распределенные нагрузки и работающей на поперечный и продольный изгиб и кручение, и стенок, воспринимающих перерезывающую силу и кручение, который изготовлен методом вакуумного безавтоклавного формования за один технологический переход, а кронштейн со стороны крепления консоли выполнен в виде гребенки с пазами, образованными стенками, соединяющими вытянутые вдоль пазов поверхности сопряжения кронштейна с моноблоком, при этом расположение пазов соответствует расположению стенок моноблока, которые выполнены с возможностью свободного входа в соответствующие пазы для крепления кронштейна с моноблоком, причем крепление моноблока к кронштейну выполнено с помощью клеевого или клееклепательного соединения обшивки моноблока с поверхностями сопряжения кронштейна, причем для равномерного распределения нагрузки в их соединении торцевые поверхности стенок пазов и стенок моноблока выполнены в виде фигурного выреза.

Новым является:

Предлагаемое техническое решение позволит получить надежное, высокотехнологичное изобретение за счет сокращения производственного цикла, повышения технологичности процесса изготовления и обеспечения более точного аэродинамического профиля консоли складной аэродинамической поверхности из полимерного композиционного материала за счет изготовления методом вакуумного безавтоклавного формования за один технологический переход, выполнив консоль в виде единой детали-моноблока без дорогой оснастки.

Предлагаемое изобретение позволит изготовить складную аэродинамическую поверхность для летательных аппаратов, имеющих большую удельную нагрузку на крыло, с минимальной стоимостью изготовления и коротким производственным циклом, а также улучшенными аэродинамическими характеристиками.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется графическими материалами:

- на фиг. 1 изображен общий вид консоли складной аэродинамической поверхности из полимерного композиционного материала;

- на фиг. 2 изображен продольный разрез крепления кронштейна к моноблоку, где:

1 - кронштейн;

2 - моноблок;

3 - обшивка;

4 - продольные стенки;

5 - крепежные элементы.

Консоль складной аэродинамической поверхности из полимерного композиционного материала состоит из кронштейна 1, моноблока 2 с обшивкой 3, продольных стенок 4 и крепежных элементов 5.

Кронштейн 1 является частью складного механизма летательного аппарата и выполнен со стороны крепления консоли в виде гребенки с пазами, образованными стенками, соединяющими вытянутые вдоль пазов поверхности сопряжения кронштейна 1 с моноблоком 2, при этом расположение пазов соответствует расположению стенок моноблока 2. Механизм раскладывания аэродинамической поверхности на фигурах не отражен, так как в данном случае не имеет принципиального значения.

Моноблок 2 из полимерного композиционного материала, углепластика или стеклопластика, коробчатой многостеночной конструкции выполнен по интегральной схеме методом вакуумного безавтоклавного формования за один технологический переход, позволяющий выполнить его в виде единой детали без дорогой оснастки, и состоит из замкнутой обшивки 3, формирующей обводы и воспринимающей распределенные нагрузки, и работающей на поперечный и продольный изгиб и кручение и стенок 4, воспринимающих перерезывающую силу и кручение, выполненных с возможностью свободного входа в соответствующие пазы для креплении кронштейна 1 с моноблоком 2.

Моноблок 2 закреплен на кронштейне 1 при помощи крепежных элементов 5 (вытяжных заклепок, болт-заклепок или болтов). Установку моноблока осуществляют на предварительно нанесенную клеевую прокладку по поверхности его сопряжения с кронштейном, после ее отверждения производят соединение крепежными элементами 5.

Таким образом, предложенное техническое решение по сравнению с известными аналогами позволяет создать надежную, высокотехнологичную консоль складной аэродинамической поверхности с более точным выполнением профиля, исключающего концентраторы напряжений и дополнительных аэродинамических сопротивлений. Предлагаемое изобретение позволит изготовить складную аэродинамическую поверхность для летательных аппаратов, имеющих большую удельную нагрузку на крыло, с минимальной стоимостью изготовления и коротким производственным циклом, а также улучшенными аэродинамическими характеристиками.

Консоль складной аэродинамической поверхности из полимерного композиционного материала, выполненная из углепластика или стеклопластика и по интегральной схеме, состоящая из металлического кронштейна и композиционной коробчатой многостеночной конструкции, отличающаяся тем, что коробчатая многостеночная конструкция выполнена в виде моноблока, состоящего из замкнутой обшивки, формирующей обводы и воспринимающей распределенные нагрузки и работающей на поперечный и продольный изгиб и кручение, и стенок, воспринимающих перерезывающую силу и кручение, который изготовлен методом вакуумного безавтоклавного формования за один технологический переход, а кронштейн со стороны крепления консоли выполнен в виде гребенки с пазами, образованными стенками, соединяющими вытянутые вдоль пазов поверхности сопряжения кронштейна с моноблоком, при этом расположение пазов соответствует расположению стенок моноблока, которые выполнены с возможностью свободного входа в соответствующие пазы для крепления кронштейна с моноблоком, причем крепление моноблока к кронштейну выполнено с помощью клеевого или клееклепательного соединения обшивки моноблока с поверхностями сопряжения кронштейна, причем для равномерного распределения нагрузки в их соединении торцевые поверхности стенок пазов и стенок моноблока выполнены в виде фигурного выреза.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в рулях направления управляемых ракет. Аэродинамический руль ракеты содержит аэродинамическую поверхность с возможностью складывания, привод управления рулем (ПУР) с возможностью вращения и механизмом стопорения, штоком поршня и фиксатором с возможностью продольного перемещения.

Изобретение относится к области артиллерийской техники, в частности к артиллерийским снарядам и минометным выстрелам. Минометный выстрел содержит мину с шарнирно закрепленными на ее корпусе с возможностью разворота аэродинамическими поверхностями.

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к ракетным частям реактивных снарядов и ракет. Ракетная часть реактивного снаряда содержит двигатель с соплом, раскрывающиеся лопасти и гильзу с узлом форсирования.

Изобретение относится к вооружению и может быть использовано в артиллерийских снарядах со складными хвостовыми стабилизаторами. Заряжают артиллерийский снаряд, отсоединяют хвостовое оперение от основной части и устанавливают в стволе в направлении, обратном выстреливанию, и жестко скрепляют со стволом, доводят массу основной части до массы снаряда, размещают метательный заряд между основной частью и складным хвостовым оперением, выстреливают снаряд из ствола под действием давления пороховых газов.

Изобретение относится к области летательных аппаратов (ЛА). Устройство фиксации сложенных аэродинамических поверхностей ЛА состоит из узла, обеспечивающего прилегание сложенных аэродинамических поверхностей к корпусу летательного аппарата и замкового устройства.

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к способу приведения в полетную конфигурацию летательного аппарата (ЛА), транспортируемого к точке сброса авиационным носителем.

Изобретение относится к области управляемых ракет, а именно к складным аэродинамическим рулям беспилотных летательных аппаратов. Складной аэродинамический руль состоит из корневой части, складывающейся части, механизмов фиксации и раскрытия руля.

Изобретение относится к области управляемых ракет, а именно к складным аэродинамическим рулям беспилотных летательных аппаратов. Складной аэродинамический руль беспилотного летательного аппарата состоит из корневой части, складывающейся части, подпружиненных стопоров и оси складывания с пружиной.

Изобретение относится ракетной технике, а именно к устройствам стабилизации движения ракеты. Устройство стабилизации движения ракеты при подводном старте содержит шарнирно закрепленные с корпусом стартово-разгонной ступени решетчатые стабилизаторы, кронштейн, двухпозиционный привод раскрытия, складывания и фиксации (ДППРСФ), электрические разъемы для соединения с системой управления ракетой.

Предлагаемое изобретение относится к оборонной технике, а более конкретно к комплексам вооружения. Комплекс вооружения содержит пулю со стабилизатором, размещенную в пусковой трубе.

Изобретение относится к композитной конструктивной панели задней кромки элемента летательного аппарата (ЛА). Панель задней кромки содержит верхнюю поверхность, нижнюю поверхность, заднюю кромку, соединяющую верхнюю и нижнюю поверхности.

Изобретение относится к конструкции из композитного материала (КМ) с отверстиями и касается крыла и фюзеляжа летательного аппарата (ЛА). Конструкция из КМ, который удлинен в продольном направлении крыла, содержит множество выполненных в нем отверстий и изготовлен из армированного волокнами пластика, и подвергается растягивающей нагрузке и/или сжимающей нагрузке в продольном направлении.

Изобретение относится к области авиационной техники и касается разработки обтекаемых конструкций для летательных аппаратов (ЛА) из композиционных материалов (КМ), в частности крыльев и крыльевых устройств.

Изобретение относится к области авиации. Стрингерная панель из композиционного слоистого материала выполнена с формированием обшивки и стрингеров из чередующихся продольных, расположенных вдоль стрингеров и расположенных под углом к стрингерам монослоев композиционного материала.

Изобретение относится к конструкции из композиционного материала (КМ) с выполненным в ней отверстием и касается крыла и фюзеляжа летательного аппарата (ЛА). Конструкция из КМ является нижней обшивкой основного крыла ЛА.

Изобретение относится к высоконагруженным элементам конструкций планера самолета, содержащим панели, выполненные из композиционных материалов. Панель из слоистых композиционных материалов содержит обшивку с гладкой, пологой геометрической формой наружной поверхности, скрепленную с силовыми наборами.

Изобретение относится к технологии изготовления сложнопрофильных изделий из композиционных материалов методом непрерывной автоматизированной намотки, преимущественно неосесимметричных аэродинамических силовых элементов конструкции типа крыльев самолета, лопастей вертолета, воздушных и водяных винтов, силовых установок насосов, компрессоров, вентиляторов, рулей управления и пр., и может быть использовано в авиа-, судо-, автостроении и других современных отраслях промышленности.

Изобретение относится к ракетной технике. Раскрываемый руль содержит складываемую часть руля (1) и корневую часть (2), закрепленную в приводе (3) управления рулем и установленную в корпусе с возможностью поворота, и привод (5) раскрытия руля со штоком (6) для его продольного перемещения. Шток (6) соединен со складываемой частью руля (1) посредством шарнирно-соединенной в корневой части (2), качалки (7) и серьги (8). На раскрываемой части руля выполнен зуб (9), обеспечивающий в раскрытом положении фиксацию складываемой части (1) в корневой части (2) подпружиненными защелками (10). Качалка (7) содержит зуб (11) стопорения руля от поворота в сложенном положении, взаимодействующий с кронштейном (12) на неподвижной части, с одноразовым снятием стопорения при повороте качалки (7) в момент раскрытия руля. Использование устройства раскрытия руля может найти широкое применение в ракетной технике, где минимальные габариты и масса имеют приоритетное значение. Изобретение направлено на повышение надежности стопорения руля от поворота в сложенном положении. 3 ил.
Наверх