УСИЛЕННАЯ ПАНЕЛЬ ИНТЕГРАЛЬНОГО ТИПА ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА

Полезная модель относится к области высоконагруженных элементов конструкции транспортных средств, космических аппаратов и строительства, в частности к усиленным интегральным панелям.
Известна панель, состоящая из изотропного материала и усиленная треугольными карманами (патент №2563709, МПК G06F 17/50, G06F 19/00, G01L 1/00, В64С 1/06, опубл. 20.09.2015, бюл. №26).
Панель выполнена из однородного и изотропного материала и состоит из обшивки, армированной сеткой из трех параллельных пучков элементов жесткости, встроенных в панель. При этом карманы, определенные на обшивке группами элементов жесткости, имеют треугольную форму. Углы между пучками элементов жесткости таковы, что треугольные карманы имеют форму равнобедренного треугольника. Данная панель имеет низкую прочность. Это обусловлено тем, что сетчатая подкрепляющая структура имеет малую площади соединения с обшивкой. В результате при наддуве обшивка отрывается от сетчатого подкрепления.
Известна панель из слоистых композиционных материалов (патент №2518519, МПК В64С 3/20, В64С 1/00, B64F 5/00, В32В 3/12, В32В 1/08, опубл. 10.06.14, бюл. №16).
Данная панель содержит обшивку с гладкой, пологой геометрической формой наружной поверхности, скрепленную с силовыми наборами. Силовые наборы выполнены в виде системы скрепленных с обшивкой перекрещивающихся ребер. Система ребер состоит из слоев однонаправленных высокопрочных (высокомодульных) нитей и (или) ткани, скрепленных полимерным связующим, ориентированных вдоль геодезических линий на внутренней поверхности обшивки. Данная панель имеет низкую долговечность, которая обусловленная ее низкой прочностью, поскольку сетчатая подкрепляющая структура имеет малую площадь соединения с обшивкой. В результате при наддуве обшивка отрывается от сетчатого подкрепления. Данная панель наиболее близка к заявляемой полезной модели и принята за прототип.
Технической проблемой является создание конструкции с повышенной эффективностью и долговечностью.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении эффективности конструкции за счет повышения ее прочности путем увеличения прочности соединения подкрепляющей структуры с обшивками, а также разгрузки внешней обшивки от внутреннего давления благодаря уравновешиванию давления внутренней обшивкой и сетчатым подкреплением, а также в повышении технологичности конструкции, поскольку отсутствует необходимость применения дополнительной технологической оснастки.
Технический результат достигается тем, что в усиленной панели интегрального типа из композиционного материала, состоящей из верхней обшивки и соединенного с ней сетчатого подкрепления, новым является то, что сетчатое подкрепление закреплено в легкой ячеистой конструкции с пазами, в которые уложены элементы сетчатого подкрепления с образованием комбинированного подкрепления, а к другой стороне этого комбинированного подкрепления присоединена вторая обшивка.
В усиленной панели интегрального типа из композиционного материала в качестве элементов сетчатого подкрепления используются стержни из композиционного материала.
Сущность полезной модели показана на Фиг. 1, где:
а - усиленная интегральная панель, состоящая из обшивок (внешней и внутренней), сетчатого подкрепления и легкой ячеистой конструкции; б - легкая ячеистая конструкция; в - сетчатое подкрепление; г - вид комбинированного подкрепления в сборе; 1 - внешняя обшивка; 2 - сетчатое подкрепление; 3 - легкая ячеистая конструкция; 4 - пазы в легкой ячеистой конструкции; 5 - внутренняя обшивка.
Усиленная панель интегрального типа из композиционного материала (Фиг. 1,а) состоит из внешней обшивки 1, соединенного с ней сетчатого подкрепления 2, встроенного в легкую ячеистую конструкцию 3 с пазами 4, в которые уложены элементы сетчатого подкрепления 2, и внутренней обшивки 5, присоединенной к другой стороне комбинированного подкрепления.
Данная усиленная панель интегрального типа из композиционного материала имеет высокую эффективность. Она обусловлена повышенной прочностью соединения подкрепляющей структуры с обшивками за счет увеличения ее площади (ячеистая конструкция имеет большую площадь поверхности граней в огибающих поверхностях и удерживает сетчатое (изогридное) подкрепление от разрушения), а также разгрузкой внешней обшивки от внутреннего давления благодаря уравновешиванию давления внутренней обшивкой и сетчатым подкреплением. Кроме того, данная усиленная панель имеет повышенную технологичность, поскольку отсутствует необходимость применения дополнительной технологической оснастки, т.к. в роли технологической оснастки выступает сама легкая ячеистая конструкция, в пазы которой укладываются элементы сетчатого подкрепления.