Способ изготовления интегральной стрингерной панели

Изобретение относится к технологии изготовления панелей с интегрированным силовым набором и может быть использовано в производстве летательных и космических аппаратов. Способ включает образование обшивки из листов препрега, изготовление системы преформ стрингеров из других листов препрега, соединение системы преформ стрингеров с обшивкой с последующим формованием интегральной стрингерной панели. Cистему преформ стрингеров изготавливают из цельного листа препрега складыванием. На лист препрега, предназначенный для изготовления системы преформ стрингеров укладывают трансформируемую оправку в плоском состоянии. Лист препрега вместе с трансформируемой оправкой помещают в вакуумный мешок, где создают вакуум, обеспечивающий прижим препрега к трансформируемой оправке и складывание трансформируемой оправки вместе с препрегом до конечного положения с образованием заданной системы преформ стрингеров. После удаления вакуумного мешка систему преформ стрингеров вместе с трансформируемой оправкой укладывают плоской стороной на листы препрега, образующие обшивку, и осуществляют процесс формования с образованием интегральной стрингерной панели, после чего трансформируемую оправку удаляют. Изобретение обеспечивает снижение трудоемкости изготовления конструкции за счет исключения операций раскроя при подготовке преформ стрингеров с одновременным повышением прочности интегральной стрингерной панели за счет повышения прочности соединения стрингеров с обшивкой путем формирования системы стрингеров из цельного листа армирующего материала без нарушения его целостности. 8 ил.

 

Изобретение относится к технологии изготовления панелей с интегрированным силовым набором и может быть использовано в производстве летательных и космических аппаратов.

Известен способ изготовления интегральной стрингерной панели из композитов (Composite Airframe Structures. Practical Design Information and Data, Michael C.Y. Niu, Conmilt Press Ltd., Hong Kong, 2005, 664 p., pp. 232-233).

Данный способ включает укладку листов преформы обшивки на пологую поверхность оснастки, раскрой листов препрега для изготовления преформ стрингеров, изготовление преформ каждого стрингера отдельно, установку преформ стрингеров на обшивку и фиксацию в заданном положении с образованием системы преформ стрингеров, совместное формование преформ обшивки и системы стрингеров с образованием интегральной стрингерной панели.

Недостатком является невысокая прочность соединения стрингеров с обшивкой, высокая трудоемкость получения преформы для системы отдельно расположенных стрингеров и фиксация каждой преформы на обшивке.

Известен способ изготовления интегральной стрингерной панели из композитов (Assessment of Structural Effect of Selective Stitching on Composite Skin-Stiffener Bonding, P. Linde, N. Heltsch et al., 28th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences, 23-28 September 2012, Paper ICAS 2012-8.9.1).

Данный способ включает изготовление преформы обшивки и отдельно преформ каждого стрингера с дальнейшим формованием. Для усиления прочности соединения стрингеров с обшивкой преформы последних дополнительно соединяют с преформой обшивки прошивкой нитью в поперечном направлении (такая прошивка носит названием «tufting»). Данный способ принят за прототип.

Недостатком данного способа является высокая трудоемкость получения преформы для системы отдельно расположенных стрингеров и фиксация каждой преформы в заданном положении. Кроме того, прошивка преформ нитями травмирует волокна стрингеров и приводит к снижению прочности панели.

Технический результат, на достижение которого направлен заявляемый способ, заключается в снижении трудоемкости получения преформы конструкции с одновременным повышением прочности интегральной стрингерной панели за счет повышения прочности соединения стрингеров с обшивкой.

Технический результат достигается тем, что по способу изготовления интегральной стрингерной панели, включающему образование обшивки из листов препрега, изготовление системы преформ стрингеров из других листов препрега, соединение системы преформ стрингеров с обшивкой с последующим формованием интегральной стрингерной панели, новым является то, что систему преформ стрингеров изготавливают из цельного листа препрега складыванием, для чего

- на лист препрега, предназначенный для изготовления системы преформ стрингеров, укладывают трансформируемую оправку в плоском состоянии,

- лист препрега вместе с трансформируемой оправкой помещают в вакуумный мешок, где создают вакуум, обеспечивающий прижим препрега к трансформируемой оправке и складывание трансформируемой оправки вместе с препрегом до конечного положения с образованием заданной системы преформ стрингеров,

затем после удаления вакуумного мешка систему преформ стрингеров вместе с трансформируемой оправкой укладывают плоской стороной на листы препрега, образующие обшивку, и осуществляют процесс формования с образованием интегральной стрингерной панели, после чего трансформируемую оправку удаляют.

На фиг. 1 и 2 показаны существующие способы изготовления стрингерной панели, где фиг. 1 (аналог) - схема изготовления стрингерной панели из отдельно изготовленных обшивки и стрингеров; фиг. 2 (прототип) - схема изготовления стрингерной панели, состоящей из отдельно изготовленных обшивки и стрингеров, с помощью прошивки.

Сущность изобретения поясняется на фиг. 3-8, где фиг. 3 - трансформируемая оправка; фиг. 4-7 - этапы технологического процесса изготовления интегральной стрингерной панели; фиг. 8 - готовая интегральная стрингерная панель.

Здесь 1 - пластинчатые элементы, образующие стрингера панели; 2 - пластинчатые элементы, определяющие расстояние между стрингерами панели; 3 - соединительные шарниры; 4 - листы препрега, образующие систему преформ стрингеров; 5 - система преформ стрингеров; 6 - листы препрега, образующие обшивку; 7 - отвержденная система стрингеров после формования.

Способ изготовления интегральной стрингерной панели из композитов реализуют следующим образом. Трансформируемую оправку (фиг. 3), состоящую из пластинчатых элементов 1 и 2 и соединительных шарниров 3, в плоском состоянии укладывают на листы препрега 4, образующие систему преформ стрингеров (фиг. 4, а, б). Затем трансформируемую оправку вместе с листами препрега 4, образующими систему преформ стрингеров, помещают в вакуумный мешок, в котором создают вакуум, обеспечивающий прижим листов препрега 4 к трансформируемой оправке и их совместное складывание (фиг. 5, в) до конечного положения с образованием заданной системы преформ стрингеров 5 (фиг. 5, г). После удаления вакуумного мешка систему преформ стрингеров 5 вместе с трансформируемой оправкой укладывают плоской стороной на листы препрега, образующие обшивку 6 (фиг. 6, д, е). Затем осуществляют процесс формования, после чего трансформируемую оправку удаляют (фиг. 7). В результате получают интегральную стрингерную панель (фиг. 8).

Таким образом, данный способ изготовления интегральной стрингерной панели обеспечивает снижение трудоемкости изготовления конструкции за счет исключения операций раскроя при подготовке преформ стрингеров с одновременным повышением прочности интегральной стрингерной панели за счет повышения прочности соединения стрингеров с обшивкой путем формирования системы стрингеров из цельного листа армирующего материала без нарушения его целостности.

Способ изготовления интегральной стрингерной панели из композитов, который включает образование обшивки из листов препрега, изготовление системы преформ стрингеров из других листов препрега, соединение системы преформ стрингеров с обшивкой с последующим формованием интегральной стрингерной панели, отличающийся тем, что систему преформ стрингеров изготавливают из цельного листа препрега складыванием, для чего

- на лист препрега, предназначенный для изготовления системы преформ стрингеров, укладывают трансформируемую оправку в плоском состоянии,

- лист препрега вместе с трансформируемой оправкой помещают в вакуумный мешок, где создают вакуум, обеспечивающий прижим препрега к трансформируемой оправке и складывание трансформируемой оправки вместе с препрегом до конечного положения с образованием заданной системы преформ стрингеров,

затем после удаления вакуумного мешка систему преформ стрингеров вместе с трансформируемой оправкой укладывают плоской стороной на листы препрега, образующие обшивку, и осуществляют процесс формования с образованием интегральной стрингерной панели, после чего трансформируемую оправку удаляют.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к авиации и касается созданий конструкций для летательных аппаратов (ЛА). При изготовлении отсека ЛА в виде оболочки вращения на оправку укладывают разделительный слой из резиноподобного материала со спиральными обоих направлений канавками одинаковой ширины, слоями из высокомодульных нитей вматывают в эти канавки спиральные ребра, затем наматывают обжимающую облицовку из термоусаживающего материала, термообрабатывают, удаляют облицовку, снимают с оправки и удаляют разделительный слой.

Изобретение относится к авиации и касается изготовления конструкций отсеков летательных аппаратов (ЛА). При изготовлении отсека в виде оболочки вращения ячеистой структуры на оправку укладывают разделительный слой из резиноподобного материала с кольцевыми и спиральными канавками, затем слоями из высокомодульных нитей вматывают в эти канавки кольцевые и спиральные ребра, с натяжением наматывают наружную оболочку, термообрабатывают, снимают с оправки и удаляют разделительный слой.

Изобретение относится к строительным конструкциям и может быть использовано для создания строительных блоков, которые могут быть применены для увеличения сейсмостойкости зданий и сооружений.

Изобретение относится к сотовым конструкциям для применения в самолетостроении, судостроении, машиностроении и строительстве и касается комбинированной сотовой панели.

Изобретение относится к соединению между собой секций акустической сотовой конструкции, с образованием сращенной акустической сотовой конструкции, и может быть применено для сшивания искривленных секций акустической сотовой конструкции с образованием гондол двигателя и других акустических ослабляющих колебания структур.

Изобретение относится к способам изготовления многослойных конструкций из заполнителей в виде повторяющихся пирамидальных и тетраэдальных структур и может быть использовано в производстве многослойных панелей из различных материалов, работающих на устойчивость при действии наружного давления и сжимающей силы.

Изобретение относится к способу изготовления сотового заполнителя из стеклоткани и может быть использовано в ракето-, самолето- и судостроении, строительной, мебельной и упаковочной промышленности при изготовлении трехслойных конструкций сложной кривизны.

Изобретение относится к способам изготовления трехслойных панелей из композиционного материала и может быть использовано для получения панелей авиационной и космической техники, например для изготовления корпусных деталей фюзеляжа самолета.

Изобретение относится к композиционным материалам, используемым в сверхлегких каркасах солнечных батарей и элементов конструкций космических аппаратов, и касается трехслойной панели.

Изобретение относится к способам изготовления трехслойных конструкций из композиционного материала и может быть использовано для получения панелей авиационной и космической техники, например для изготовления корпусных деталей фюзеляжа самолета.
Наверх