СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГАЗОНАПОЛНЕННЫХ ТОНКОСТЕННЫХ СИЛОВЫХ ПАНЕЛЕЙ
METHOD FOR PRODUCING THIN-WALLED GAS-FILLED POWER PANELS

Изобретение относится к способам изготовления газонаполненных тонкостенных силовых панелей с ячеистым сотовым заполнителем, которые могут быть использованы в авиаконструкциях, а также при изготовлении деталей, узлов и агрегатов в машиностроении, ядерной энергетике, авиакосмической отрасли промышленности и других сферах.
Известен способ изготовления плоских, криволинейных тонкостенных силовых композитных панелей, в том числе многослойных [Основы авиа- и ракетостроения: учебное пособие для вузов / А.С. Чумадин, В.И. Ершов, К.А. Макаров и др. - М.: Инфра-М. 2008. - 992 с.: ил. стр. 557, стр. 672].
Согласно известному способу с целью обеспечения требуемых характеристик по форме и жесткости вышеупомянутые панели изготавливают с применением ячеистых сотоблоков, выполненных из разнообразных материалов, в том числе из металлической фольги, прочной бумаги и подходящего по требуемым свойствам пластика, а также из других материалов, обладающих необходимыми свойствами.
Все используемые в промышленности сотоблоки имеют ограничение по высоте, поскольку стенка ячейки при превышении определенного размера может потерять устойчивость и разрушиться. Поэтому для улучшения акустических параметров силовых панелей прибегают к многослойности сотовой конструкции: между сотоблоками вклеивают пористую либо мультиперфорированную перегородку. Однако при этом увеличивается масса панели, что, в свою очередь, приводит к увеличению массы всего изделия, что в ряде случаев является крайне нежелательным, например для летательных аппаратов.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ изготовления газонаполненных тонкостенных силовых панелей, предусматривающий встраивание и закрепление ячеистых сотоблоков, содержащих в полостях ячеек газ-гелий, к обшивке и внутренним отсекам силовой панели, при этом соединение ячеистых сотоблоков с панелью или ее обшивкой производится после заполнения ячеек сотоблока гелием и блокирования гелия в полости сотоблока (патент Японии JP 02-158498, 18.06.1990 г.).
Недостатком прототипа является то, что из-за малой толщины стенок ячеек невозможно улучшение звукоизоляционных и теплоизоляционных характеристик силовой панели путем увеличения высоты сотоблока, поскольку это способно привести к потере устойчивости тонкой вертикальной стенки ячейки. Улучшение изоляционных характеристик за счет многослойности, которую обеспечивают перекладыванием сотоблоков промежуточными обшивками, приводит к нежелательному утяжелению конструкции.
Задачей изобретения является создание конструкций тонкостенных силовых композитных панелей, обеспечивающих возможность увеличения высоты сотоблока, что позволит улучшать звукоизоляционные и теплоизоляционные характеристики панелей без их утяжеления.
Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления газонаполненных тонкостенных силовых панелей, включающем заполнение ячеистых сотоблоков гелием, блокирование гелия в полости сотоблоков и их фиксацию к обшивкам и внутренним отсекам силовой панели, в отличие от прототипа, при заполнении ячеистых сотоблоков гелием его подают под избыточным давлением.
Гелий может нагнетаться при давлении, незначительно превышающем атмосферное, - лишь для вытеснения атмосферного «цехового» воздуха, содержащегося в ячейках сотоблока. Величина давления тут влияет только на скорость вытеснения. В конце технологической операции (этапа) должна быть достигнута заданная (потребная) величина давления, которая изготовителю необходима для обеспечения потребных характеристик стенки ячейки (искомый результат предложения - это наращивание высоты сотоблока).
Способ осуществляют следующим образом.
Согласно предлагаемому способу в ячейки заблаговременно сформированной серии ячеистых сотоблоков после изготовления и соответствующей подгонки нагнетают газ легче атмосферного воздуха, а именно гелий, герметизируют торцы ячеек сотоблока пленкой с обеих сторон, чтобы предотвратить утечку гелия из сотоблока и заблокировать его в ячейках. Далее газонаполненный ячеистый сотоблок встраивают и закрепляют торцами в предназначенной для него полости в силовой композитной панели, что позволяет снизить массу силовой панели (при равнозначных характеристиках по форме и жесткости конструкции по сравнению с аналогичными конструкциями, но без гелия в их ячейках).
В другом технологическом приеме ячейки сотоблока заполняют гелием после одностороннего прикрепления торца сотоблока к обшивке силовой панели, после чего герметизируют пленкой свободный торец и прикрепляют его к другой обшивке силовой панели.
Технический результат заявленного изобретения заключается в увеличении прочности, жесткости и устойчивости стенок ячеистых сотоблоков за счет их подпора избыточным давлением газа, находящегося в полости ячеек, что позволяет увеличить высоту сотоблока.
Конструкция, получаемая в результате осуществления предлагаемого способа, схематически показана на чертеже, где 1 - ячеистый сотоблок; 2 - газ гелий; 3 - герметизирующая пленка, 4 - обшивка панели.