ШПАНГОУТ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Полезная модель относится к области самолетостроения, и в частности к несущим элементам конструкции - шпангоутам летательных аппаратов, для крепления регулировочно-соединительных устройств.
Аналогом к предлагаемому устройству можно считать: «ШПАНГОУТ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ» (Патент RU №2553531 МПК В64С 1/06, Дата публикации 20.06.20015).
Сущность технического решения заключается в том, что шпангоут для усиления корпуса летательного аппарата содержит несколько формованных в соответствии с кривизной фюзеляжа шпангоутных элементов с пазами на обращенной к фюзеляжу стороне для прохождения лонжеронов. Каждый шпангоутный элемент имеет обращенную к фюзеляжу полку. При этом полка проходит в зоне паза в соответствии с его контуром. Причем каждый шпангоутный элемент формован монолитным из армированного волокном полимерного композита. Пазы выполнены в виде интегральной выемки каждого шпангоутного элемента. Каждый шпангоутный элемент изготовлен из переплетенных волокон или пучков волокон и полимерной матрицы. При изготовлении шпангоутного элемента волокна или пучки волокон укладывают с геометрическим замыканием на сердечник, имеющий для образования интегральной выемки вогнутости в соответствии с пазами, при этом волокна или пучки волокон переплетают между собой на сердечнике.
В известном шпангоуте масса конструкции снижается.
Недостатком данного типа устройства является сравнительно невысокий уровень прочности, а так же низкая эксплуатационная надежность.
Наиболее близким к заявленному техническому решению (прототипом) является «ШПАНГОУТ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА» (Патент RU №2144486 МПК В64С 3/18, Дата публикации 20.01.2000).
Сущность технического решения заключается в том, что шпангоут летательного аппарата содержит, по крайней мере, в одном из поперечных сечений линию границы сечения, и, по крайней мере, часть длины линии границы сечения выполнена в виде фрагмента или комбинации фрагментов косого конического сечения прямого кругового конуса.
Недостатком данного типа устройства является сравнительно невысокий показатель прочности, а так же невысокая эксплуатационная надежность.
Предлагаемое техническое решение позволяет устранить эти недостатки.
Техническим результатом заявляемого устройства является повышение прочностных свойств и эксплуатационной надежности.
Шпангоут летательного аппарата, содержащий стенку и полку таврового профиля, причем полка таврового профиля выполнена из узкой прямоугольной трубы, а стенка изготавливается в виде узкого П-образного профиля, приваренного к центральной части полки, в местах болтового соединения шпангоута сверлится отверстие, вставляется обсадная труба и с обеих сторон обваривается; внутреннее пространство прямоугольной трубы полки и стенки таврового профиля шпангоута выполнены автономно герметичными разрядно-вакуумными.
Отличительными признаками являются:
- полка таврового профиля выполнена из узкой прямоугольной трубы, которая герметична и имеет разрядно-вакуумное пространство, что обеспечивает высокую эксплуатационную надежность, жесткость и прочность устройства;
- стенка таврового профиля выполнена из узкого П-образного профиля, приваренного к центральной части полки в потай с радиусом сопряжения и усиления конструкции, так же обеспечивает большую жесткость и прочность детали;
- стенка таврового профиля выполнена герметичной, с разрядно-вакуумным пространством, контроль над которым обеспечивается из кабины летательного аппарата, что обеспечивает высокую эксплуатационную надежность.
- в местах болтового соединения шпангоута сверлится отверстие, вставляется обсадная труба и с обеих сторон обваривается в потай с зачисткой поверхности, такая конструкция обеспечивает прочность и разрядно-вакуумность.
Сравнение заявляемого решения с аналогами и прототипом не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна», так как узкая прямоугольная труба прочнее прямоугольной полосы выполненных из одинакового количества материала.
Фиг. 1 поперечное сечение таврового профиля, включающая: полку 1 выполненную из узкой прямоугольной трубы, стенку 2 выполненную из П-образного узкого профиля, внутреннее пространство узкой прямоугольной трубы полки 3 таврового профиля шпангоута выполненное автономно герметичным и разрядно-вакуумным, внутреннее пространство П-образного узкого профиля стенки 4 таврового профиля шпангоута выполненное автономно герметичным и разрядно-вакуумным, сварной шов в потай с углом сопряжения и с радиусом усиления 5 и 6.
Фиг. 2 поперечное сечение таврового профиля в месте болтового соединения, включающая: полку 1 выполненную из узкой прямоугольной трубы или стенку 2 выполненную из П-образного узкого профиля, внутреннее пространство прямоугольной трубы полки 3 таврового профиля шпангоута выполненное автономно герметичным и разрядно-вакуумным или внутреннее пространство П-образного узкого профиля стенки 4 таврового профиля шпангоута выполненное автономно герметичным и разрядно-вакуумным, сварной шов в потай с зачисткой поверхности 7, 8, 9 и 10, обсадная труба 11.
Устройство работает следующим образом.
Предварительно заготовленные узкую прямоугольную трубу под полку 1 и узкий П-образный профиль под стенку 2 сваривают потайным швом 6 с углом сопряжения и с радиусом усиления с правой стороны и потайным швом 7 с углом сопряжения и с радиусом усиления с левой стороны и получают тавровый профиль. Из подготовленного отрезка таврового профиля выполняют шпангоут необходимой конфигурации. Концы шпангоута с обоих сторон срезают под угол потайного сварного шва, обваривают и зачищают сторону для выполнения клепочных работ обшивки фюзеляжа. Устанавливают датчик контроля автономной герметичности внутреннего пространства узкой прямоугольной трубы полки 3, через вмонтированный штуцер компрессором проверяют разрядно-вакуумность. При положительной проверке датчик контроля автономной герметичности и разряно-вакуумности подключают к бортовому компьютеру. Аналогично выполняется процедура контроля и подключения к бортовому компьютеру автономной герметичности внутреннего пространства П-образного узкого профиля стенки 4 таврового профиля шпангоута.
В местах болтового резьбового соединения полки 1 и стенки 2 шпангоута или проведения коммуникаций летательного аппарата сверлится отверстие, вставляется обсадная труба 11 и с обеих сторон обваривается в потай с зачисткой поверхности шва 7, 8, 9 и 10, такая конструкция обеспечивает прочность, герметичность и разрядно-вакуумность внутреннего пространства узкой прямоугольной трубы полки 3 и внутреннего пространства П-образного узкого профиля стенки 4.
Предложенное устройство шпангоута позволяет повысить прочностные характеристики и эксплуатационную надежность конструкции летательного аппарата.
Источники информации:
1. Патент RU №2553531 МПК В64С 1/06, Дата публикации 20.06.20015;
2. Патент RU №2144486 МПК В64С 3/18, Дата публикации 20.01.2000.