Крысин В.Н., Крысин М.В. - Технологические процессы формирования, намотки и склеивания конструкций, страница 2

Ошвой нз цсввтралькых ввроблсм вврн проработке интегральной кокструкцкк лвлвстся обеспеченно прочпостк клеевых сосднкенкй деталей кз мсталла с какладкамк нз ПКМ. Так, прк нзготовленмм интегральных конструкций, вврнведсввввьвх на рнс. В.2. б, выявлено. что склсмваннс вставки нз ПКМ н основной конструкции пе обеслсчнваст требуемой прочяостк. Разрушеввнс пачнналось в зоне перехода от стсккм к обпвнвке.

Ввсдснпс прошивок н шпквск в зоне перехода от степке к обшивке позволило зпачнтслько увеличить прочность клеевого сосдкнснкя (на 25...30 %). Нанбояас рациональным оказалось сосдннснкс тнтановыми шпнлькамн. Соедкнснкя мсталлов к ксмсталлов с помошью клея обес- в д рис. В. 2. Иптщжльиыо иоисгруипяи: а - уирочисииые оротягияэписы ПКМ; б - силееииые омояэмиВ я — скясеииые ияеяыи; 1 — о ирошияион; П вЂ” с титэиояыыи шпильками;  — металл; 2 — стемия. обрээояаииая двумя провуипями. -3 — истаяиэ силоиая иэ ПКМв Я вЂ” стсииэ яоижеропа; 5 — прошияиа грофквоквоигидиэя; 6 - обшивка иижяая; 7 — шпиль. иа эитэиоиая;3 -- иаипэдиа силовая ю НК51 печнвает неразъемную связь всех элементов в агрегате.

Одновременное склеивание всех соединений конструкции требует применения материалов, допускающих нагрев да температуры полимеризации — отверждения клея. Нагрев сборочных деталей иэ различных материалов, имеющих различные коэффициенты объемного расширения, может вызвать каробленне и остаточные внутренние напряжения. При склеивании детали конструкции должны быть расположены так, чтобы условия их работы были наиболее благоприятными. Недопустима механически переносить установившиеся принципы проектирования обычных клепаных илп сварных конструкций па клеевые. Клеевые соединения имеют ряд преимуществ перед другими видами неподвижных соединений, на в та же время они имеют и недостатки; сравнительно невысокую теплостайкость; уменьшение с течением времени прочности; сравнительно невысокую прочность при неравномерном отрыве, сложность технологии изготовления (необходимость разогрева всей конструкции при выполнении операций сборки, высокую трудоемкость подгонки контактируемых поверхностей, так как дапустимыс зазоры пе должны превышать 0,15 мм); токсичность некоторых компонентов клеевых композиций.

Для получения оптимальных данных создаваемых конструкций с использованием клеевых соединений необходимы испытания их образцов. 1. МАтбриллы, применяямыб для изготовляния дятллей 1.1. кОнстуукци()ипмв ИАтегилды Полвлсннс новых конструкторских идей всегда солровождастся постановкои новых лроблсм в области матсриаловсдсния. Изиболсс обосновпшьк рскомслдации но применснню новых матсрнююн могут быть Вьщзлы лри условии згюлнэз нх свойств и технологических воэможностсй, з также конструктивных особенностей иэделий.

в которых они врнмсняются. Воэрастыошис тсмны увсличсния грузооборота яа воэдунеых линиях требуют истюльэовзния ши1юкофюэсляжных грузовых и пассажирских самолетов с числами Маха М = 0,9...0,95. Уровсиь шума и расход то1вшва у ня~рокофюэсляжных самолатов мслыис, чем у самолетов нрсдыдуншх ноколеиий. (:овсршснсгвовзннс внирокофюэсяяжных сзмолстОВ В ОслОВлом идст ВО пути ПОВышсния эковомичнОсти, эффск. тлвлости. надежности„ресурса. мацсврслезсэи. снижения шума в апонс и на валетной полосе аэродрома н умслывсния загрязненности окружаюшсй среды.

Сравнительный анализ лосвсдних тсх|шчсских достнжсний в обязстн аэродинамики и энсктроиики нокаэыазст, что изиболсс псрснсктивиым с точка эрсяия ловьлнеияя эффсктнвцостп ЛА являстсл сиижснис массы конструкции нутем использования ПКМ. норошковзах 1грзлулировзнных) 'сиоминнсвых снлавов н алюмилнсво-литиеяых сплавов. Лля оцсл. ки эффсктнвностя нримслсвия новых мзтсризлов ясобхолнмо знать, как Отразится замена имн раиса вримснявшсгося материала на характсрисп1ках агрсгата и иэдслия в цюиэм. Лримснясмыс в конструкциях ЛЛ материалы ьюжно раздавить нз три груляы.

П с р в з я г р у и л а включает мсталличсскне славы нз ословс юноминля и титана, Иэ матсрналов этой грувлы изготовляются фносляж, крьшо. Онсрснис, агрегаты мсхзниэзцин крьгла. а также лосздочныс устройства. В эаансимостн от наэяачсния ЛЛ и его летно-тсхиичсских данных состав этих матсриююв и их масса в конструкции ЛА могут изменяться в довольно широких лрсдслзх.

Тэк. в ~нирокофюэсляжных самолатах с М = 0,9...0,95 в кзчсствс ошювиого кшютрукшюнного матсризла яснольэуютсл алюыиннсВью сшзааы, а В сзмОлстзх с М 'ь 2 — тсцяО- стойкис стзли и тинеояыс са~звы. К этой грузна конструкционных мзтсрлю1ов также Относится металлические комлоэицнонные матсриа. лы, В нослслоис голы с развитием мстзллургнчсской тсхноло1ии их соирлпе пошло ло нути включения н основной колструкциоиный ма.

тсриал материалов других марок в янлс атлсльяых слоев нли утоленная. ЯЫХ ЦЛЗКНРОВОК. Ко в то ро й тру ллс относятся ЛКМ.Этямзтсризлылосрав- 9 негзию с материалами первой группы, имеют рид прсизнуцгестп, позволявяцих значительно повысить эффективность конструкций. Наиболее перспективные с точки зрения снижения массы конструкции и стоимости являются ПКМ на основе полимерных органических и углеродистых волокон, т.е, органопластики и углспластикн. Внедрение в конструкцию модификации вертолета БН-530 ПКЧ позаолюго на 507 кг (на 18,5 %) снизить массу планера по сравнению с массой планера первоначального варианта этого вертолета, на 80 % выполненного иэ алюминиевых сплавов.

На вертолете ЗН.47 этой же фирмы использование ПКМ обеспечило снижение массы планера на 10 %, что позволило иовы. сить его грузоподъемность на 30% и иа 40% увеличить дальность полета. Снижение массы позволило использовать получениы!г резерв дли совершенствования характеристик Лгз, лля увеличения дальности полета при сохранении начальной взлетной массы. лли увеличения полезной нагрузки при сохранении тои же дальности гюлета, лли уменыпеиия линейных размеров, материалосмкостн, отиса~свил массы конструкции к полезной массе и мопзностн (тяге) и т.д.

11римененис в конструкции сзмолета 40..50 % ПКМ позволяют снизить массу пустого самолета на 30% и добиться наибольшей экономии при минимальных эксюгуатационньгх расходах. Например, замена в конструкциях планера пассажирского самолета массой 160 т 20 % массы материалов первой группы па ПКМ гюзволясг снизить массу самолета иа 17 % и повысить полезную нагрузку па 20%.

Квя получения экономического эффекта от использования ПКЫ следует учитывать нс только их стоимость, ио и прсимуп~ества. которые можно получить при их рациональном применении. Использование ПКМ позволяет снизить расход энергии. трудоемкость изготовления ЛА, повысить его комфортабельность, надежность и долговечность.

Па рнс. 1,1 приведена масса агрегатов тяжелого транспортного самолета, изготовяенпых нз алвмиииевзях сплавои и ПКЫ. Использование ПКМ позволяет умепынить число деталей. Так. элерон клепаной конструкции, наготовленный нз алюминиевого сплава„лля самолета Локхял 1:1011 состоит нэ 227 деталей, а элерон из ПКЫ состоит из 45 деталей а б б а Рис. 1.1. Ыяеея агрггзто» тяжввго трюкиорпюго самолета: я — фвзгляж; 6 — крыло; в .

олгргиие; - го»полз ли»газ»ля; д — взгги„Д ко»струк»»я из яявмяяягиня глл»яо», я кокс| рук»ил из 0КМ рнс. ! д. Взрнантм завроно в: а — клевзнвя конструконя с сотовым твволнннюсм нз ввюмнннсвото ею~вез; о - конструнннн нт ПКМ; 1 "оавнюнв нт ВКЫ; 2 - соты нт номенсы 1 - аан- жерон вз 11КЫ. "4 .- нервюрв нт ДКМ (рис.

1.2). Замсиз энероиз иэ алюминиевого сллазз яз элерон иэ ПКМ дозволила лолучить экономию л в~ассе л ирсделах 28 %. Киль самолета Локхид 1:1011, изготовленный иэ ПКМ, имеет массу иа 27 % ысиьню массы киля, иэготовлешнгго иэ злюмииисаых сизовов. Эффектиаиость элеьееитов иэ ПКМ эалисит от методоа проектирозалин.

Иссаедолзлие. лроледсииос фирмой "Грумман". закатывает, что лри лрямой эзезеие металла а конструкциях сзлеолстз иа ПКМ снижение массы состанляст )3 %, ири этом максимальная вшют~юя масса улкиьшастсн всего из 6 %. При эзмсле мста:шз на ПКМ удастся умеиыиить также размеры иэделий. К т р е т ь е й г р у я и е мзтериюшл мозию отлести рзэлишгые ислютзллические конструктивно-дскоратнллыс материалы: лолиамигца, леиошюсты, иресс.материалы. лолистнрольк рсэииы и лр. Состза мз.

тсриала третьей грушгы олределнстся типом самолета, яертолста. Масса деталей иэ ксмсталличсских материалов второй и третьей грузи а зависимости от тина самолета может быть л лрсдслзх!3...20% от ь1зссы самолета. Основе ПКВ!, ахоляшнх ло вторую груллу, аследстлие слоей химической актиаиости а лроцессе тсрмообрзботки или бсэ лее отаерждается иод действием актиззторов. В результате склсилзаин (хиыиьеского соединении осколы и армирукалето материала) линсйиыс молекулы приобретают лростраястаси|ю-сетчатую структуру и необходимое термостабильлое состошшс. Ислольэусмыс элоксидлью основы обычно лолимериэуютсн лри 127...179 'С.