ЗАЩИТНАЯ ПАНЕЛЬ И СОДЕРЖАЩЕЕ ЕЕ ШАССИ
PROTECTIVE PANEL AND UNDERCARRIAGE WITH SUCH PANEL

Настоящее изобретение касается защитной панели и содержащего ее модуля шасси. Задачей изобретения является уменьшение веса защитной панели и повышение ее стойкости к ударам, в частности к ударам при выбросах от шины по лоточной панели. Изобретение применяют, в частности, в области авиации.
В самолетах известного типа лоточную панель, расположенную сзади шасси и защищающую фюзеляж от осколков и камней, выбрасываемых при качении шин во время взлета или приземления, выполняют из алюминия, и она имеет, таким образом, коэффициент удлинения при разрыве, то есть степень максимального удлинения перед разрывом, 9%. С учетом присутствия рам с загибом на алюминиевой обшивке, которые являются очень жесткими, когда происходит удар между рамами, воздействию подвергается только обшивка на расстоянии между соответствующими рамами, и максимальное удлинение касается панели, поскольку рамы не обладают способностью радиальной деформации.
Вместе с тем, эта металлическая панель имеет большую массу и не отвечает современным требованиям уменьшения массы самолетов.
Настоящее изобретение призвано устранить эти недостатки. В этой связи объектом настоящего изобретения является защитная панель для транспортного средства, отличающаяся тем, что ее наружная поверхность содержит, по меньшей мере, один композитный материал, причем упомянутую защитную панель устанавливают при помощи деформирующихся деталей на опоре, соединенной с конструкцией транспортного средства, при этом степень деформации упомянутых деформирующихся деталей адаптирована к коэффициенту удлинения при разрыве наружной поверхности, чтобы несколько упомянутых деформирующихся деталей деформировались до разрыва наружной поверхности.
Благодаря этим признакам получают преимущество за счет легкости композитного материала. В случае удара по сравнению с жесткими опорами известных алюминиевых панелей деформация деформирующихся деталей обеспечивает распространение деформации наружной поверхности на большой площади, что, несмотря на низкий коэффициент удлинения при разрыве (как правило, менее 2%), повышает ударную стойкость. Таким образом, низкий коэффициент удлинения при разрыве компенсируют за счет включения деформирующихся деталей. При этом во время удара деформирующиеся детали работают наподобие «предохранителей».
Предпочтительно, чтобы упомянутые деформирующиеся детали были выполнены в виде клипсов.
carbon fiber reinforced plastic
Предпочтительно также, чтобы упомянутый композитный материал являлся материалом CFRP («» - пластик, армированный углеродными волокнами).
Предпочтительно также, чтобы упомянутая опора была жесткой.
Предпочтительно также, чтобы деформирующиеся детали взаимодействовали с несколькими элементами жесткости. Эти элементы жесткости называются «стрингерами» или «рамами».
Предпочтительно также, чтобы деформирующиеся детали были расположены перпендикулярно к наружной поверхности панели и могли прогибаться под действием ударов.
Действительно, увеличение высоты делает деформирующиеся детали гораздо менее стойкими к нагрузкам сжатия, перпендикулярным к фюзеляжу, и поэтому при ударе они прогибаются. Это позволяет задействовать наружную поверхность панели или «обшивку» при прогибе с выходом за пределы плоскости, например, на трех промежутках между элементами жесткости вместо одного промежутка в известных решениях.
Вторым объектом настоящего изобретения является модуль шасси, отличающийся тем, что содержит шасси и описанную выше защитную панель в соответствии с настоящим изобретением.
Третьим объектом настоящего изобретения является летательный аппарат, отличающийся тем, что содержит, по меньшей мере, один вышеупомянутый модуль шасси.
Преимущества и отличительные признаки этого модуля аналогичны преимуществам и отличительным признакам панели в соответствии с настоящим изобретением, поэтому их описание опускается.
Другие преимущества, задачи и отличительные признаки настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве неограничительного примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 изображает схематичный вид частного варианта выполнения модуля шасси в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.2 - схематичный вид в разрезе деформации панели, происходящей при применении настоящего изобретения.
Фиг.3 - схематичный вид в разрезе частного варианта выполнения защитной панели в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.4 - схематичный частичный вид в изометрии частного варианта выполнения защитной панели в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.1 показан модуль 105 шасси, содержащий шасси 110 и защитную панель 115, называемую также «лоточной панелью». На фиг.1 передняя часть самолета показана слева, и представляется понятным, что во время движения при взлете или приземлении шины 120 шасси 110 могут захватывать осколки или камни и отбрасывать их назад в сторону фюзеляжа самолета. Защитная панель 115 предназначена для предохранения фюзеляжа от этих ударов.
Согласно настоящему изобретению и как показано на фиг.3, наружная поверхность 140 защитной панели 115 в основном выполнена из композитного материала, например из CFRP, получаемого при помощи установки автоматического распределения волокон, в которую вводят слои материала с использованием машины, располагающей их полосками. Кроме того, эта панель содержит деформирующиеся детали 125 между наружной поверхностью 130 или «обшивкой» панели 115 и жесткой опорой 135, образующей конструкцию панели и соединенной с конструкцией самолета. Жесткая опора 135 содержит жесткие внутренние рамы 145.
Деформирующиеся детали 125 расположены перпендикулярно к наружной поверхности 145 защитной панели 115 и могут прогибаться под действием ударов.
Деформирующиеся детали обладают степенью деформации (выраженной длиной деформации на единицу прикладываемого усилия), адаптированной к коэффициенту удлинения при разрыве наружной поверхности, чтобы несколько деформирующихся деталей деформировались до того, как наступит разрыв наружной поверхности. Иначе говоря, усилие разрыва наружной поверхности соответствует кратной величине усилия, достаточного для деформации деформирующейся детали, при этом рассматриваемая кратная величина тем больше, чем ниже коэффициент удлинения при разрыве наружной поверхности. Например, если коэффициент удлинения при разрыве делится на два, эта кратная величина удваивается.
Таким образом, деформирующиеся детали 125 позволяют увеличить зону панели, которая деформируется в случае удара, по сравнению с жесткими конструкциями металлических лоточных панелей известного типа. Чтобы эти деформирующиеся детали 125 могли деформироваться в толще защитной панели 15, ее выполняют более толстой, чем традиционные алюминиевые лоточные панели.
Таким образом, низкое удлинение при разрыве композитного материала, меньшее 2% в случае CFRP, компенсируют за счет увеличения толщины защитной панели 115, что обеспечивает деформацию деформирующихся деталей 125.
На фиг.2 показаны кривые деформации наружной поверхности защитной панели: кривая 205 для алюминиевой обшивки и кривая 210 для панели в соответствии с настоящим изобретением.
Можно отметить, что при одинаковом прогибе обшивки:
- кривая 205 показывает ограниченное распространение деформации по существу на длину промежутка между двумя рамами 215, тогда как
- кривая 210 показывает распространение деформации на три промежутка между рамами 215.
На фиг.4 показано соответствующее расположение наружной поверхности 140, деформирующихся деталей 125 и рам 145. В данном случае деформирующиеся детали 125 выполнены в виде клипсов, перпендикулярных к наружной поверхности 140. В случае, показанном на фиг.4, рамы 145 выполнены с возможностью установки на них стрингеров (не показаны).
Клипсы 125, взаимодействующие с несколькими элементами жесткости (рамы 145 или стрингеры) панели 115, при ударе работают как предохранительные детали. Клипсы 125 обладают низкой стойкостью к нагрузкам сжатия, перпендикулярным к наружной поверхности 140, и поэтому при ударе прогибаются. Как было указано выше со ссылками на фиг.2, это позволяет распространить прогиб за пределы плоскости обшивки на три промежутка между рамами или между стрингерами и, следовательно, существенно уменьшить степень удлинения обшивки и снизить риск ее разрыва.
Как показано на фиг.3 и 4, плавающие рамы 145 проходят высоко над наружной поверхностью 140. По сравнению с известными металлическими панелями зазор между обшивкой и рамами увеличен с пяти миллиметров до 25 и даже до 35 миллиметров.