СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ ИЗ ВОЛОКНИСТОГО КОМПОЗИТА, ДЕТАЛЬ ИЗ ВОЛОКНИСТОГО КОМПОЗИТА, А ТАКЖЕ ДЕТАЛЬ ФЮЗЕЛЯЖА САМОЛЕТА ИЗ ВОЛОКНИСТОГО КОМПОЗИТА

1. Способ изготовления детали (1) из волокнистого композита по меньшей мере с одной несущей деталью (8) и соединенным с ней участком (2) обшивки с выемкой, при этом несущая деталь (8) расположена и выполнена таким образом, что несущая деталь проходит вдоль по меньшей мере одного участка (16b) выемки, при этом способ имеет следующие стадии:
- нанесение слоев матов (4) из препрег-полуфабриката для образования заготовки участка обшивки на инструментальную форму для образования участка (2) обшивки,
при этом маты (4) из препрег-полуфабриката в своем исходном состоянии образованы соответственно из волокон (F), которые проходят вдоль проходящего в продольной протяженности матов (4) из препрег-полуфабриката продольного направления (X), при этом множество матов (4) из препрег-полуфабриката являются слоями таким образом,
что волокна (F), которые участками проходят вдоль продольного направления (X), имеют по меньшей мере на одном участке изогнутое прохождение со сменой направления по меньшей мере на 15° относительно продольной протяженности волокон (F), и
что волокна проходят вдоль краевой линии (16а) выемки, так что волокна этих матов (4) из препрег-полуфабриката проходят вдоль линий одинаковых напряжений, возникающих при предполагаемой нагрузке подлежащей изготовлению детали внешними силами и окружающих краевой участок выемки,
- предварительное отверждение препрег-полуфабриката (4) для стабилизации заготовки участка обшивки;
- нанесение слоев препрег-полуфабриката (10) для образования несущей детали (8) на отвержденную заготовку (4) участка обшивки;
- отверждение узла из предварительно отвержденного препрег-полуфабриката (4) для участка (2) обшивки и препрег-полуфабриката (10) для несущей детали (8).
2. Способ по п.1, в котором маты (4) из препрег-полуфабриката содержат волокна (F), которые отклоняются максимально на 5° от продольного направления соответствующего мата (4) из препрег-полуфабриката, и что маты (4) из препрег-полуфабриката наносят на инструментальную форму для образования участка (2) обшивки так, что
первый участок (А11) проходит вдоль продольного направления (X) в неизогнутом состоянии относительно исходного состояния,
3
по меньшей мере один второй участок (А12, А22) проходит вдоль продольного направления (X) относительно исходного состояния с наибольшей сменой направления (α) по меньшей мере 15° относительно продольной протяженности волокон (F) в исходном состоянии соответствующего мата (4) из препрег-полуфабриката, и
третий участок (А11) проходит вдоль продольного направления (X) в неизогнутом состоянии относительно исходного состояния.
3
3. Способ по п.1, в котором множество матов (4) из препрег-полуфабриката укладывают в несколько слоев таким образом, что первый участок (А11) длиной (L) по меньшей мере 0,5 м проходит в продольном направлении (X) в неизогнутом относительно исходного состояния соответствующего мата (4) из препрег-полуфабриката состоянии, по меньшей мере один второй участок (А12, А22) длиной (L) по меньшей мере 2,0 м проходит вдоль продольного направления (X) в относительно изогнутом исходного состояния состоянии с наибольшей сменой направления (α) по меньшей мере на 15° относительно продольной протяженности волокон в исходном состоянии соответствующего мата (4) из препрег-полуфабриката, и третий участок (А11) длиной (L) по меньшей мере 0,5 м проходит в неизогнутом относительно исходного состояния мата (4) из препрег-полуфабриката состоянии.
4. Способ по п.1, в котором маты (4) из препрег-полуфабриката имеют ширину (В) от 0,5 м до 2,0 м и длину (L) от 4 м до 25 м.
5. Способ по п.1, в котором краевой участок выемки (16), вблизи которого расположен второй участок (А12, А22), имеет изогнутое прохождение с радиусом от 200 до 300 мм, а волокна третьего участка (А13) относительно тех же волокон первого участка (А11) при рассмотрении поперек их продольного направления (X) проходят со смещением относительно друг друга на 100-200 мм.
6. Способ по п.1, в котором краевой участок выемки (16), вблизи которого расположен второй участок (А12, А22), имеет изогнутое прохождение с радиусом от 100 до 200 мм, а волокна третьего участка (А13) относительно тех же волокон первого участка (А11) при рассмотрении поперек их продольного направления (X) проходят со смещением относительно друг друга на 200-400 мм.
7. Способ по п.1, в котором выемка (16) имеет замкнутую вдоль периметра краевую линию, и что несущая деталь (8) простирается по меньшей мере вдоль участка края выемки.
8. Способ по п.1, в котором изготавливаемая деталь является деталью фюзеляжа самолета.
9. Способ по п.8, в котором выемка (16, 42) образует оконный или дверной вырез детали фюзеляжа.
10. Способ по п.1, в котором несущая деталь (8) на подлежащей изготовлению детали является стрингером (14) и/или поперечным шпангоутом (12) фюзеляжа самолета.
11. Способ по п.1, в котором изготовленная несущая деталь (8) образует рамную деталь, которая охватывает краевую линию (16а) оконного или дверного выреза (16) фюзеляжа самолета и имеет
угловые области (52, 54, 56, 58), соединяющие соответственно проходящие вдоль периметрического направления (XU) детали (2) обшивки участки (51, 55) несущей детали, проходящие вдоль продольного направления (XL) детали обшивки краевые участки (53, 57), и проходящий в периметрическом направлении (XU) детали (2) обшивки участок (51, 55) несущей детали, и расположенный смежно с ним, проходящий в продольном направлении (XL) детали обшивки краевой участок (53, 57).
12. Способ по п.11, в котором укладываемые по меньшей мере с одним проходящим изогнуто в продольном направлении вторым участком (А12, А22) в несколько слоев маты (4) из препрег-полуфабриката укладывают таким образом, что
их первые участки (А11, А21) имеют соответственно направление, которое пересекает проходящие в периметрическом направлении (XU) детали (2) обшивки участки (51, 55) несущей детали, изогнуто проходящий второй участок (А12, А22) проходит вдоль угловой области (52, 54, 56, 58), а третий участок (А11) проходит вдоль проходящего в продольном направлении (XL) детали обшивки краевого участка (53, 57).
13. Способ по п.12, в котором волокна третьего участка (А13) относительно тех же волокон первого участка (А11) при рассмотрении поперек их продольного направления (X) проходят со смещением на 0,1-1,0 м относительно друг друга.
14. Способ по п.11, в котором укладываемые по меньшей мере с одним проходящим изогнуто в продольном направлении вторым участком (А12, А22) в несколько слоев маты (4) из препрег-полуфабриката укладывают таким образом, что их первые участки (А11, А21) имеют соответственно направление, которое пересекает проходящие в продольном направлении (XL) детали обшивки краевые участки (53, 57), изогнуто проходящий второй участок (А12, А22) проходит вдоль угловой области (52, 54, 56, 58), а третий участок (А11) проходит вдоль проходящего в периметрическом направлении (XU) детали (2) обшивки участка (51, 55) несущей детали.
15. Способ по п.14, в котором волокна третьего участка (А13) относительно тех же волокон первого участка (А11) при рассмотрении поперек их продольного направления (X) проходят со смещением на 0,1-1,0 м относительно друг друга.
16. Способ по п.1, в котором маты (4) из препрег-полуфабриката для образования несущей детали (8) укладывают на участке (2) обшивки вместе с матами (4) из препрег-полуфабриката для образования детали (2) обшивки таким образом, что относительно продольного направления подлежащей изготовлению детали фюзеляжа они образуют продольные жгуты (22), периметрические жгуты (24) и/или сдвиговые жгуты (26) детали фюзеляжа.
17. Способ по п.1, в котором между препрег-полуфабрикатом (4) для образования детали обшивки и препрег-полуфабрикатом (10) для образования несущей детали (12, 14) на препрег-полуфабрикат (4) участками наносят по меньшей мере один слой текстильного полуфабриката (10) для образования промежуточного слоя.
18. Способ по п.1, в котором перед отверждением узла из предварительно отвержденного препрег-полуфабриката (4) для участка (2) обшивки и препрег-полуфабриката (10) для несущей детали (8) текстильный полуфабрикат (10) пропитывают смолой посредством процесса литьевого прессования смолы и/или инжекционным способом.
19. Способ по п.1, в котором используют матричный материал с вязкостью 10^5 м·Пa·c ±20%.
20. Способ по п.1, в котором волокна матов (4) из препрег-полуфабриката для участка (2) обшивки и несущей детали (8) являются углеродным волокном, стекловолокном и/или арамидным волокном.
21. Деталь (1) из волокнистого композита по меньшей мере с одной несущей деталью (8) и соединенным с ней участком (2) обшивки с выемкой, при этом несущая деталь (8) проходит вдоль по меньшей мере одного участка (16b) выемки (16) для образования рамной детали,
при этом несущая деталь (8) и слои участка (2) обшивки выполнены в виде единой части,
при этом участок (2) обшивки выполнен из нескольких слоев волокон, при этом множество слоев нанесены таким образом, что
волокна (F), которые участками проходят вдоль продольного направления (X), имеют по меньшей мере на одном участке изогнутое прохождение со сменой направления по меньшей мере на 15° относительно продольной протяженности волокон, и что
волокна проходят вдоль краевой линии (16а) выемки, так что волокна этих матов (4) из препрег-полуфабриката проходят вдоль линий одинаковых напряжений, возникающих при предполагаемой нагрузке подлежащей изготовлению детали внешними силами и окружающих краевой участок выемки.
22. Деталь (1) из волокнистого композита по п.21, в которой участок (2) обшивки содержит несколько слоев волокон, включающих в себя
первый участок (А11, А21) с волокнами, ориентация которых проходит вдоль продольного направления (XL) детали (1) из волокнистого композита максимально на 5°,
второй участок (А12, А22), волокна которого имеют ориентацию, которая определяет угловую разность по меньшей мере в 15° относительно продольного направления (XL) детали (1) из волокнистого композита,
третий участок (А11), содержащий волокна (F), которые проходят сбоку от несущей детали (8) относительно продольного направления (XL) детали (1) из волокнистого композита,
при этом ориентация образует угловую разность по меньшей мере в 15° по отношению к направлению волокон второго участка.
23. Деталь (1) из волокнистого композита по п.21, в которой краевой участок выемки (16), вблизи которого расположен второй участок (А12, А22), имеет изогнутое прохождение с радиусом от 200 до 300 мм, а волокна третьего участка (А13) относительно тех же волокон первого участка (А11) при рассмотрении поперек их продольного направления (X) проходят со смещением на 100-200 мм относительно друг друга.
24. Деталь (1) из волокнистого композита по п.21, в которой краевой участок выемки (16), вблизи которого расположен второй участок (А12, А22), имеет изогнутое прохождение с радиусом от 200 до 300 мм, а волокна третьего участка (А13) относительно тех же волокон первого участка (А11) при рассмотрении поперек их продольного направления (X) проходят со смещением на 200-400 мм относительно друг друга.
25. Деталь (1) из волокнистого композита по п.21, в которой выемка (16) имеет замкнутую вдоль периметра краевую линию, и что несущая деталь (8) простирается по меньшей мере вдоль участка края выемки.
26. Деталь фюзеляжа самолета из волокнистого композита с деталью (2) обшивки по меньшей мере с одной выемкой (16, 42) и с выполненной в виде рамной детали несущей деталью (8), которая проходит по краевой линии (16а) выемки (16, 42) фюзеляжа самолета для придания ей жесткости и имеет:
проходящие вдоль периметрического направления (XU) детали (2) обшивки участки (51, 55) несущей детали,
проходящие вдоль продольного направления (XL) детали обшивки краевые участки (53, 57) и
угловые области (52, 54, 56, 58), которые соединяют соответственно проходящий в периметрическом направлении (XU) детали (2) обшивки участок (51, 55) несущей детали и расположенный смежно с ним в проходящий продольном направлении (XL) детали обшивки краевой участок (53, 57).
27. Деталь фюзеляжа из волокнистого композита по п.26, в которой выемка образует оконный или дверной вырез детали фюзеляжа.