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.

Изобретение относится к способам изготовления газонаполненных тонкостенных силовых панелей с ячеистым сотовым заполнителем, которые могут быть использованы в авиаконструкциях, а также при изготовлении деталей, узлов и агрегатов в машиностроении, ядерной энергетике, авиакосмической отрасли промышленности и других сферах. Cпособ предусматривает заполнение ячеистых сотоблоков гелием под избыточным давлением, блокирование гелия в полости сотоблоков и их фиксацию к обшивкам и внутренним отсекам силовой панели. Фиксацию сотоблоков осуществляют путем крепления обоих торцов сотоблока после заполнения его гелием и блокирования гелия в полости сотоблока или путем крепления одного торца сотоблока с последующим заполнением сотоблока гелием, блокированием газа в полости сотоблока и креплением второго торца сотоблока. Изобретение обеспечивает увеличение прочности и устойчивости стенок ячеистых сотоблоков за счет их подпора избыточным давлением газа гелия, находящегося в полости ячеек, что позволяет увеличивать высоту сотоблока. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к шумопоглощающим конструктивным материалам и касается слоистой гофрированной панели. Панель включает перфорированную и сплошную обшивки, заполнитель из перфорированного и гофрированного материала, состоящего из чередующихся между собой верхних перфорированных и гофрированных полос, при этом слои сеток устанавливаются на верхние и нижние перфорированные и гофрированные полосы с линией раздела сеток, находящихся на расстоянии, равном половине высоты двухслойного гофрированного заполнителя. Изобретение обеспечивает снижение шума конструкции в широком диапазоне частот более чем в 2 раза. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу изготовления ячеистого сотового заполнителя, из композиционных материалов для двух-, трехслойных панелей и оболочек из препрега. Изобретение может использоваться для изготовления изделий с высокой удельной прочностью в авиационной, ракетно-космической, строительной, автомобильной и других отраслях промышленности. Осуществляют выкладку препрега между формообразующими элементами и формуют его под давлением с последующим отверждением. Формообразующий элемент выполняют из эластичного упруго деформируемого материала с коэффициентом Пуансона близким к 0,5. Его объем должен быть достаточен для заполнения внутреннего объема формуемой ячейки. Способ позволяет формовать одновременно слои двух-, трехслойных панелей и изготавливать ячеистый заполнитель произвольной формы с переменным размером ячеек. Изобретение обеспечивает создание максимальной площади контакта между склеиваемыми поверхностями препрега и равномерного давления на формуемую ячейку по всем направлениям. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к шумопоглощающим конструкционным материалам и касается панели с гофрированным и сотовым заполнителем. Панель включает гофрированный и сотовый заполнители, перфорированную и сплошную обшивки, заполнитель из перфорированного и гофрированного материала, состоящий из чередующихся междцу собой верхних и нижних гофрированных полос, верхние гофрированные полосы заполнителя соединены с сеткой, при этом сотовый заполнитель расположен между сеткой и перфорированной обшивкой и связаны между собой. Конструкция обеспечивает снижение шума в широком диапазоне частот в 1,5-2 раза. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к многослойным звукопоглощающим панелям с сотовым заполнителем резонансного типа, гасящим звуковые колебания, создаваемые газовыми потоками и их нагнетателями, и предназначено для использования в области авиакосмической техники, транспортной техники, радиотехники, строительства, например, в качестве звукопоглощающих панелей при изготовлении проточных трактов современных авиационных турбореактивных двигателей. Звукопоглощающая сотовая панель содержит внутренний перфорированный и наружный слои обшивки, размещенный между слоями сотовый заполнитель, состоящий из ячеек. Ячейки сотового заполнителя выполнены полидисперсными, в форме усеченных пирамид, и/или усеченных конусов, и/или пирамид, и/или конусов, расположены с фрактальной укладкой с чередованием между собой по размерам так, что все ячейки имеют одинаковую ориентацию «вершина-основание» и геометрически подобны. Коэффициенты подобия ячеек образуют убывающую геометрическую прогрессию с коэффициентом 0.5 и заданным первым членом 1 для самых больших ячеек. Большие основания или основания всех полидисперсных пирамидальных и/или конических ячеек с одинаковым значением коэффициента подобия лежат в одной плоскости, причем указанные основания ячеек с коэффициентом подобия менее или равным 0.5 лежат в плоскости срединных поперечных сечений более крупных ячеек с удвоенным значением этого коэффициента подобия. Большие основания или основания самых больших ячеек с коэффициентом подобия 1 присоединены к наружному слою. Малые основания или вершины всех полидисперсных ячеек присоединены к внутреннему перфорированному слою. Сквозные отверстия перфорации внутреннего слоя выполнены в каждую полидисперсную ячейку, образуя ее горловину. Изобретение обеспечивает повышение коэффициента звукопоглощения. 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 пр.

Изобретение относится к изготовлению многослойных материалов с сотовым сердечником для применения в автомобильных конструкциях. Способ изготовления полуобработанного изделия с сотовым сердечником для изготовления многослойной детали включает: обеспечение сотового сердечника, смачивание сотового сердечника в зоне деформации стенок сотового сердечника, сморщивание сотового сердечника в зоне деформации, при этом смачивание сотового сердечника выполняют путем его окунания в заполненную жидкостью емкость, причем зона деформации расположена в концевой области стенок сотового сердечника. Изобретение обеспечивает создание полуобработанного изделия, имеющего меньше или не имеющего никаких отпечатков сердечника на поверхности для применения в качестве детали механического транспортного средства. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к конструктивным деталям и касается многослойной детали, используемой в качестве плоского элемента механического транспортного средства. Деталь содержит по меньшей мере один серединный слой и по меньшей мере два волокнистых слоя, причем на верхнюю и/или нижнюю сторону по меньшей мере одного из волокнистых слоев нанесен по меньшей мере один матричный материал, при этом матричный материал нанесен в разных количествах и/или в виде разных типов матричного материала по меньшей мере на два из волокнистых слоев и/или с верхней, и/или нижней стороны по меньшей мере одного из волокнистых слоев. Изобретение обеспечивает создание конструктивных деталей, удовлетворяющих техническим и оптическим требованиям в области изготовления легковесных автомобилей. 15 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к облегченным акустическим структурам. Акустический субстрат включает в себя по существу открытый внутренний и внешние облицовочные слои. Внутренний слой состоит из множества открытых ячеек, которые простираются между облицовочными слоями. Ячейки могут иметь многочисленные конфигурации, включая соты. Облицовочные слои в некоторых вариантах осуществления могут быть неткаными или ткаными стеклянными холстами. Предлагается многослойная акустическая структура, которая в одном неограничивающем варианте осуществления состоит из двух внутренних слоев с внешними облицовочными слоями и промежуточным слоем между внутренними слоями. Изобретение обеспечивает создание улучшенных акустических субстратов, которые являются облегченными и обладают высоким коэффициентом шумоподавления (NRC). 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к летательным аппаратам и касается конструкции турбореактивного двигателя и гондолы двигателя. Внутренняя стенка гондолы включает в себя монолитную слоистую конструкцию на основе суперпластического формообразования и диффузного связывания, Монолитная слоистая конструкция содержит сердцевину, расположенную между первым и вторым облицовочными листами с образованием слоистой конструкции. Причем сердцевина включает в себя множество ячеек, а первый облицовочный лист имеет множество отверстий для обеспечения поступления шума и воздуха в ячейки. Достигается более высокая конструктивная прочность и высокая устойчивость к повреждениям, теплостойкость, ослабление шума без увеличения веса конструкции. 14 з.п. ф-лы, 14 ил.

Силовая кессонная конструкция содержит верхние и нижние композитные комплексные сэндвичевые панели. Панели включают листовые обшивки, образующие сэндвичевую конструкцию с одним или более заполнителями и смежными плотными пакетами, ориентированными в аксиальном направлении. Кессонная конструкция дополнительно содержит множество лонжеронов. Каждый лонжерон имеет стенку и настеночные крепежные элементы и длинной стороной лонжерона располагается в аксиальном направлении. Множество лонжеронов соединены с панелями настеночными крепежными элементами, расположенными возле плотных пакетов. Листовые обшивки выполнены с возможностью выдерживать основные торсионные и сжимающие нагрузки при срезывающем и несущественном аксиальном нагружении. Плотные пакеты выполнены с возможностью выдерживать весь существенный изгиб кессона при аксиальном растягивающем и сжимающем нагружении. Воздушное транспортное средство содержит силовую кессонную конструкцию. Способ предназначен для изготовления связанной кессонной конструкции для воздушного транспортного средства. Группа изобретений направлена на улучшение композитных связанных кессонных конструкций для воздушного транспортного средства. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 13 ил.

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.

Наверх