Разборная оснастка для изготовления консоли крыла беспилотного летательного аппарата

Полезная модель относится к области формования консоли крыла беспилотного летательного аппарата (БПЛА) из полимерных композиционных материалов и может найти применение в производстве беспилотных летательных аппаратов.
В настоящее время налажено производство различных моделей беспилотных летательных аппаратов самолетного типа, которые различаются по конструкциям, назначению и множеству других параметров. Беспилотные аппараты используют не только для научных исследований, мониторинга состояния окружающей среды и изменений погоды, но и в военных целях. Если учесть, что БПЛА намного дешевле, чем пилотируемые самолеты и вертолеты, то производство их будет только нарастать. Актуальным в настоящее время является производство портативных БПЛА с высокой дальностью полетов. Для осуществления дальних полетов необходимо в консолях крыла размещать топливные баки и соответствующее оборудование. В настоящий момент при изготовлении консолей крыла используют материалы, представляющие собой вспененные (ячеистые) пластические массы, с покрытиями из различных тонкослойных полимерных композитов. Однако такие конструкции не полые, подвержены короблению и не обладают высокой точностью исполнения. Таким образом, имеется необходимость изготовления БПЛА из полимерных композиционных материалов с высокой точностью исполнения геометрических параметров рабочей поверхности, хорошими прочностными характеристиками, и отсутствием короблений изготавливаемого изделия.
Известны разборные оправки (Патенты РФ №2147003, №2629082, №2629081, №2469849), однако они предназначены для изготовления только крупногабаритных оболочек из композиционных материалов с различными профилированными поверхностями.
Известна оправка (Патент РФ №126283) для формования изделий из полимерных композиционных материалов, содержащая каркас и формообразующую оболочку из многослойного стеклопластика, жестко закрепленную на каркасе, в которой между слоями стеклопластика формообразующей оболочки размещен электропроводящий слой из углеродного материала для нагрева формообразующей оболочки. Электропроводящий слой формообразующей оболочки из углеродного материала подключен к источнику электрического питания и является центральным слоем формообразующей оболочки.
Недостатком такой оправки состоит в том, что создание электропроводящего слоя в формообразующей оболочке из многослойного стеклопластика резко повышает ее стоимость.
Известна оснастка (Патент РФ №166663) для получения конструкций из полимерных композиционных материалов, которая может быть использована при изготовлении изделий из полимерных композиционных материалов при производстве, деталей интерьера самолетов.
Недостатками известного изобретения являются: сложность конструкции, что увеличивает трудоемкость и стоимость ее изготовления; увеличение времени на подготовку оправки к работе, что снижает ее производительность.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по техническому решению является оснастка (Патент РФ №100451) предназначенная для изготовления стеклопластиковой токосъемной штанги троллейбуса.
Недостатком такого устройства является то, что при помощи описанной оснастки можно изготавливать изделия только цилиндрической формы.
Задачей настоящей полезной модели является создание оснастки для изготовления консоли крыла беспилотного летательного аппарата с повышенной точностью геометрических параметров рабочей поверхности, высокого качества и отсутствием коробления изготавливаемого изделия.
Поставленная задача решается благодаря тому, что оснастка для изготовления консоли крыла беспилотного летательного аппарата выполнена в виде разборного устройства, состоящего из трех элементов, которые в сборе воспроизводят геометрическую объемную форму (левой или правой) консоли крыла. Закрепляются элементы между собой по торцам и в средней части. По торцам фиксируются с помощью дополнительных крышек с металлическими шкантами, в средней части соединением шип-паз. При этом шипы изготавливаются из политетрафторэтилена и закрепляются на плоскостях крайних элементов. Средний элемент оснастки выполнен на конус для более легкого демонтажа оснастки и съема изделия.
Такое решение позволяет получить оснастку для изготовления консоли крыла беспилотного летательного аппарата высокого качества и отсутствием коробления изготавливаемого изделия.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 приведена модель крыла для БПЛА «летающее крыло».
На фиг. 2 показаны элементы оснастки консоли крыла
На фиг. 3 показана оснастка консоли крыла в сборе
Осуществление полезной модели:
- в системе автоматизированного проектирования создают трехмерную модель консоли крыла (например, SolidWorks) фиг. 1;
- изготавливают на автоматизированных станках с ЧПУ разборную оснастку, состоящую из трех основных элементов, используя материал - «дельта - древесина» согласно модели фиг. 2. Пазы глубиной 5-6 мм фрезеруют на серединном элементе с двух сторонам на длину 2/3 всей длины консоли крыла со стороны широкой части. Пазы глубиной 2 мм фрезеруют на крайних элементах, в которые закрепляют фторопластовые шипы соответствующих размеров. Фторопластовые шипы необходимы не только для фиксации элементов в средней части оснастки, но и для удобного демонтажа;
- элементы оснастки соединяют друг с другом по открытому сквозному типу «шип - паз» и фиксируют по торцам;
- пропитывают поверхность оснастки антиадгезионным составом;
- готовое изделие формируют путем послойной «мокрой» выкладки необходимого количества слоев стеклоткани или углеткани;
- процесс отверждения изделия проводят различными методами: в вакуумном мешке, в термокамере, в пресс-форме, в автоклаве (два последних способа значительно удорожают изделие);
- осуществляют демонтаж оснастки и получают сформированное изделие.
Преимущества данной оснастки заключается в том, что сформированное изделие получается полым внутри, это позволяет использовать внутреннее пространство консоли крыла для монтажа оборудования и топливных баков.
Опыт использования разборных оправок, показал, что качественные изделия получаются при размере консоли крыла до 1,5 м.
Использование предлагаемой полезной модели позволит изготавливать консоли крыла беспилотного летательного аппарата различной конфигурации - формы с повышенной точностью геометрических параметров рабочей поверхности при этом устранить коробление изготавливаемого изделия.