СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ОБТЕКАТЕЛЯ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ КОРПУСОМ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
METHOD OF CONNECTION OF CERAMIC FAIRING WITH METAL CASING OF AIRCRAFT

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и преимущественно может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей скоростных ракет различных классов.
Известен узел крепления керамического обтекателя с металлическим корпусом летательного аппарата (Патент РФ № 2189673 от 20.09.02), содержащий металлический шпангоут, в котором на наружной поверхности, равномерно по окружности, выполнены продольные несквозные пазы шириной, превышающей их глубину, соединенный с керамическим обтекателем по сопрягаемым коническим поверхностям слоем эластичного термостойкого клея, стыковочный фланец и уплотнительное кольцо, при этом металлический шпангоут сочленен по своей наружной поверхности и ограничен от осевого перемещения с одной стороны буртиком, выполненным на торце металлического шпангоута и размещенным в кольцевой проточке стыковочного фланца, а с другой стороны - упорным кольцом неподвижно соединенным со стыковочным фланцем.
К недостаткам известной конструкции относится то, что она работоспособна лишь в условиях, когда клей сохраняет свою эластичность, то есть до 200°С, а толстый клеевой шов ведет к быстрому его перегреву со стороны керамического обтекателя.
Наиболее близким решением является узел крепления керамического обтекателя с металлическим корпусом летательного аппарата, включающий металлический шпангоут, в котором равномерно по окружности выполнены продольные пазы, соединенный с керамическим обтекателем по сопрягаемым коническим поверхностям слоем эластичного клея, и уплотнительное кольцо, отличающийся тем, что продольные пазы выполнены сквозными, шириной 1-2 мм и протяженностью от 1/2 до 2/3 от длины склейки керамического обтекателя с металлическим шпангоутом, при этом пазы расположены по центру склейки. Расстояние между ними составляет величину, равную длине склейки, а толщина клеевого шва устанавливается равной наибольшей разности радиальных температурных перемещений (Патент РФ № 2258283 от 10.08.05).
Предложенный способ обладает рядом технологических недостатков. При сборке подобной конструкции используют эластичный клей, который через имеющиеся сквозные пазы в шпангоуте выдавливается, а также частично захватывается краями пазов при малейшем смещении или прокрутки склеиваемых деталей друг относительно друга. В связи с этим образуются пустоты (площади непроклея) между шпангоутом и оболочкой, что вызывает снижение прочностных свойств и нарушение герметичности собранной конструкции.
Задачей настоящего изобретения является повышение прочности и герметичности изделий.
Поставленная задача достигается тем, что предложен способ соединения керамического обтекателя с металлическим корпусом летательного аппарата, включающий металлический шпангоут, в котором равномерно по окружности выполнены продольные сквозные пазы, соединенный с керамическим обтекателем по сопрягаемым коническим поверхностям слоем эластичного клея, и уплотнительное кольцо, отличающийся тем, что перед соединением шпангоут со стороны, противоположной сопрягаемой поверхности, обклеивают полиэтиленовой лентой с липким слоем шириной, превышающей длину продольных пазов на 5-10 мм.
Авторами экспериментально установлено, что обклеивание шпангоута перед соединением полиэтиленовой лентой с липким слоем шириной, превышающей длину продольных пазов на 5-10 мм, не позволяет эластичному клею выдавливаться и захватываться краями продольных сквозных пазов при смещении шпангоута относительно керамического обтекателя во время склеивания, что обеспечивает равномерное заполнение всего зазора необходимым количеством эластичного клея, и прочностные свойства, а также герметичность изделия сохраняются на высоком уровне. Положительный эффект достигается за счет применения ленты с липким слоем шириной, превышающей длину продольных пазов на шпангоуте на 5-10 мм. Если обклеивать шпангоут полиэтиленовой лентой с липким слоем шириной, превышающей длину продольных пазов менее 5 мм, то положительный эффект не будет достигнут, поскольку на краях лента под давлением эластичного клея отслаивается, что способствует выдавливанию герметика и повышению вероятности непроклея со снижением прочности и герметичности конструкции. Обклеивание лентой шириной, превышающей длину продольных пазов более 10 мм, не способствует увеличению прочности, а ведет к перерасходу материала.
Способ реализуется следующим образом
1. Производят подготовку склеиваемых поверхностей согласно нормативным документам на используемый эластичный клей.
2. Обклеивают шпангоут со стороны, противоположной сопрягаемой поверхности, полиэтиленовой лентой с липким слоем шириной, превышающей длину продольных пазов на 5-10 мм.
3. Наносят эластичный клей, совмещают и фиксируют шпангоут с керамическим обтекателем.
4. После отверждения клея полиэтиленовую ленту с липким слоем снимают, склеенный керамический обтекатель с металлическим шпангоутом соединяют с металлическим корпусом летательного аппарата с применением уплотнительного кольца.
Кроме того, следует отметить, что после отверждения клея и удаления ленты с липким слоем в пазах шпангоута остается гладкая и ровная поверхность отвержденного клея, поэтому дополнительной очистки изделия от наплывов клея и ремонта дефектов поверхности отвержденного клея после очистки не требуется, что также способствует сохранению герметичности изделия. Данное техническое решение легко применить к шпангоутам с пазами любой ширины и длины, не требует проектирования дополнительной оснастки и обеспечивает соединение керамических обтекателей с металлическими корпусами летательных аппаратов с необходимыми прочностными свойствами и герметичностью.
Предложенное техническое решение прошло проверку при сборке изделий в производственных условиях и подтвердило работоспособность при испытаниях собранных изделий на прочность и герметичность в условиях, имитирующих тепловые, силовые, вибрационные, ударные и климатические нагрузки.
Источники информации
1. Патент РФ №2189673, Н01Q 1/42, 20.09.2002.
2. Патент РФ №2258283, Н01Q 1/42, 10.08.2005.