ОПТИМИЗИРОВАННАЯ ПЕРЕКРЕСТНАЯ ОРИЕНТАЦИЯ СЛОЕВ В КОМПОЗИТНЫХ ЛАМИНАТАХ

1. Композитный ламинат, имеющий основную ось нагрузки, содержащий:
множество смоляных слоев 64, каждый из которых армирован однонаправленными волокнами 66, и включающий перекрестные слои 64 с ориентациями волокон, оптимизированными для противодействия изгибающим и скручивающим нагрузкам вдоль основной оси нагрузки.
2. Композитный ламинат по п.1, отличающийся тем, что множество смоляных слоев включает:
по меньшей мере, один смоляной слой, армированный однонаправленными волокнами, имеющий ориентацию волокон, по существу, 0° относительно основной оси нагрузки,
по меньшей мере, один смоляной слой, армированный однонаправленными волокнами, имеющий ориентацию волокон, по существу, 90° относительно основной оси нагрузки, и
перекрестные смоляные слои, каждый из которых имеет ориентацию волокон ±θ градусов относительно основной оси нагрузки, где θ находится в диапазоне от около 10° до около 43°.
3. Композитный ламинат по п.2, отличающийся тем, что 9 находится в диапазоне от около 33° до около 43°.
4. Композитный ламинат по п.2, отличающийся тем, что 9 находится в диапазоне от около 35° до около 40°.
5. Композитный ламинат по любому из пп.2-4, отличающийся тем, что угол ориентации волокон 9 в перекрестных слоях изменяется вдоль основной оси нагрузки.
6. Композитный ламинат по любому из пп.2-4, отличающийся тем, что угол ориентации волокон 9 в перекрестных слоях изменяется на участке композитного ламината.
7. Композитный ламинат по любому из пп.2-4, отличающийся тем, что угол ориентации волокон 9 в перекрестных слоях выбирают в соответствии с нагрузкой на композитный ламинат вдоль основной оси.
8. Обшивка летательного аппарата из композитного ламината, имеющая основную ось нагрузки, содержащая:
первую группу армированных волокнами смоляных слоев с ориентацией волокон, по существу, параллельной основной оси нагрузки;
вторую группу армированных волокнами смоляных слоев с ориентацией волокон, по существу, перпендикулярной основной оси нагрузки; и
третью группу армированных волокнами смоляных перекрестных слоев, расположенных поперек слоев первой и второй групп и имеющих ориентацию волокон ±θ относительно основной оси нагрузки, где значение θ оптимизировано таким образом, чтобы противодействовать изгибающим и скручивающим нагрузкам, приложенным к обшивке.
9. Обшивка летательного аппарата из композитного ламината по п.8, отличающаяся тем, что θ находится в диапазоне от около 33° до около 43°.
10. Обшивка летательного аппарата из композитного ламината по п.8, отличающаяся тем, что θ находится в диапазоне от около 35° до около 40°.
11. Обшивка летательного аппарата из композитного ламината по любому из пп.8-10, отличающаяся тем, что значение θ изменяется в обшивке вдоль основной оси нагрузки.
12. Обшивка летательного аппарата из композитного ламината по любому из пп.8-10, отличающаяся тем, что:
обшивка представляет собой обшивку крыла 110, имеющего корневую часть крыла 114 и конец крыла 116,
θ составляет около 43° в области корневой части крыла и
θ составляет около 10° в области конца крыла.
13. Обшивка летательного аппарата из композитного ламината, имеющая основную ось нагрузки, содержащая:
по меньшей мере одну группу армированных волокнами смоляных перекрестных слоев, в которых ориентация волокон изменяется вдоль основной оси нагрузки.
14. Обшивка летательного аппарата из композитного ламината по п.13, отличающаяся тем, что ориентация волокон в перекрестных слоях изменяется в диапазоне около 10-43°.
15. Обшивка летательного аппарата из композитного ламината по п.13 или 14, дополнительно содержащая:
слои, имеющие ориентацию волокон около 90° относительно основной оси нагрузки, и
слои, имеющие ориентацию волокон около 0° относительно основной оси нагрузки.
16. Способ укладки обшивки летательного аппарата из композитного материала, имеющей основную ось нагрузки, содержащий:
укладку перекрестных слоев из армированной однонаправленными волокнами смолы, включающую ориентацию перекрестных слоев под углами, которые изменяются вдоль основной оси нагрузки.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что углы находятся в диапазоне от около 10° до около 43° и от около -10° до около -43° относительно основной оси нагрузки.
18. Способ по п.16 или 17, отличающийся тем, что ориентация перекрестных слоев включает выбор углов ориентации в перекрестных слоях, которые, по существу, соответствуют нагрузкам, действующим на обшивку крыла в нескольких местах вдоль основной оси нагрузки.
19. Способ изготовления композитной обшивки крыла летательного аппарата, имеющей основную ось нагрузки, содержащий:
укладку множества смоляных слоев, каждый из которых армирован однонаправленными волокнами с ориентацией волокон, по существу, параллельной основной оси нагрузки;
укладку множества смоляных слоев, каждый из которых армирован однонаправленными волокнами с ориентацией волокон, по существу, ортогональной основной оси нагрузки; и
укладку множества смоляных перекрестных слоев, каждый из которых армирован однонаправленными волокнами, с угловой ориентацией волокон ±θ, включающую оптимизацию угловой ориентации волокон ±θ таким образом, чтобы она, по существу, соответствовала нагрузке на обшивку крыла.
20. Способ по п.19, отличающийся тем, что оптимизация угловой ориентации ±θ выполняется в каждой из множества точек, расположенных по основной оси нагрузки.
21. Способ по п.19 или 20, отличающийся тем, что оптимизация угловой ориентации ±θ включает выбор угла ориентации волокон в диапазоне от около 10° до около 43°.
22. Способ снижения массы композитной обшивки крыла, выполненной из армированных волокнами слоев, которые включают слои с ориентацией 0° и 90°, поперек которых расположены перекрестные слои, содержащий:
уменьшение числа слоев с ориентацией 0°, необходимых для противодействия нагрузкам на обшивку крыла, за счет оптимизации угловой ориентации перекрестных слоев.
23. Способ по° п.22, отличающийся тем, что оптимизация угловой ориентации перекрестных слоев включает выбор угловой ориентации ±θ для перекрестных слоев, где ±θ находится в диапазоне от около 10° до около 43°.
24. Способ по п.22 или 23, отличающийся тем, что слои с ориентацией 90° проходят, по существу, параллельно основной оси нагрузки обшивки крыла, а оптимизация угловой ориентации перекрестных слоев выполняется в более чем одной точке в направлении размаха обшивки крыла вдоль основной оси нагрузки.