МНОГОСЛОЙНАЯ ПАНЕЛЬ, ФЮЗЕЛЯЖ И СПОСОБ ДРЕНИРОВАНИЯ ФЮЗЕЛЯЖА Российский патент 2007 года по МПК B64C1/00 B32B3/00 

Изобретение относится к многослойным панелям, а также к конструкции фюзеляжа, содержащего многослойные панели, и может быть использовано в производстве летательных аппаратов, в судостроении, строительстве и других отраслях промышленности.

Проблемы, связанные с конденсацией влаги в конструкциях, используемых в условиях изменяющихся температуры и влажности, широко известны в уровне техники и прежде всего в самолетостроении. Конденсация влаги происходит во время полета при встрече влажного воздуха с охлажденной конструкцией при низкой температуре воздуха за бортом и наружной поверхности обшивки. Если температура конструкции ниже точки замерзания воды, эта влага превращается в лед. Снижение самолета и нагревание обшивки приводит к оттаиванию льда, и вода стекает вниз, собирается в арках и углублениях конструкции. При использовании в конструкции фюзеляжа многослойных панелей, содержащих две обшивки и расположенный между ними заполнитель, влага конденсируется внутри многослойных панелей, что может привести к увеличению веса фюзеляжа и разрушению клеевых соединений, в том числе клеевых соединений между заполнителем и обшивками. Количество конденсируемой влаги зависит в основном от конфигурации и конструкции летательного аппарата, условий эксплуатации, окружающей среды и технического обслуживания. При этом поскольку влажный воздух неизбежно сталкивается с охлажденным металлом, конденсации воды в принципе нельзя избежать, поэтому важной задачей является создание таких конструкций многослойных панелей и фюзеляжей, а также способов дренирования, которые обеспечивают возможность удаления конденсировавшейся жидкости из многослойных панелей фюзеляжа.

Известна многослойная панель, содержащая первую и вторую обшивки и размещенный между ними зигзагообразный гофрированный заполнитель, разворачивающийся на плоскость, с боковыми гранями, расположенными под углом одна к другой с образованием чередующихся выступов и впадин и имеющими площадки контакта с верхней и нижней обшивками (Патент RU 2038265 C1, опубл. 27.06.1995).

Однако известная многослойная панель не предусматривает наличие сквозных каналов, предназначенных для естественного или/и принудительного прохождения воздуха и/или жидкости и выведения ее из многослойной панели.

Известны многослойные панели с несколькими слоями заполнителя различной конструкции, например известна многослойная панель, включающая обшивки, сотовый заполнитель, образованный соединенными друг с другом гофрированными полосами, и дополнительные слои заполнителя в виде зигзагообразного гофра, расположенные между обшивками и сотовым заполнителем, образующие каналы для отвода конденсированной жидкости (Патент RU 2085671 С1, опубл. 27.07.1997).

Однако такая конструкция многослойной панели не обеспечивает достаточной прочности и надежности, как самой многослойной панели, так и мест соединения панелей между собой, так как для обеспечения прохождения конденсата по каналам зигзагообразного трапециевидного гофра, как минимум, в двух гранях сотового заполнителя выполнены окна и соответственно эти грани не соединены с дополнительными слоями зигзагообразного заполнителя, что и снижает прочность и жесткость панели. Кроме того, в панели отсутствуют какие-либо продольные и поперечные элементы по ее контуру. Следовательно, соединение панелей между собой происходит только по обшивкам и заполнителю, что снижает прочность мест соединения панелей.

Следует также отметить технологическую сложность совмещения граней сотового заполнителя с гранями зигзагообразного заполнителя с обеспечением образования окон для прохождения конденсата. Данная конструкция панели предполагает только плоскую форму панели, т.к. для изготовления криволинейной панели необходимо изменение конструкции заполнителя или применение специальных технологических приемов.

Другим недостатком данной конструкции является то, что при деформировании такой плоской панели с целью придания ей кривизны в любом направлении грани сотового и зигзагообразного заполнителей деформируются с возможностью полного перекрытия окон и каналов для стока конденсата.

Ближайшим аналогом является многослойная панель, содержащая первую и вторую обшивки и расположенный между ними заполнитель, контактирующий с обшивками и выполненный таким образом, что по крайней мере часть его поверхности и первая и/или вторая обшивки образуют сквозные зигзагообразные каналы (US 2003087049 А, опубл. 08.05.2003).

Однако такая конструкция многослойной панели также не обеспечивает достаточной прочности и надежности как самой многослойной панели, так и мест соединения панелей между собой из-за того, что обшивки не герметизируют заполнитель, т.е. отсутствуют конструктивные элементы, обеспечивающие соединение панелей между собой по их наружному контуру. Другим недостатком данной конструкции является то, что согласно поясняющему изобретение рисунку направление вентилируемых каналов заполнителя не всегда совпадает с направлением воздушных потоков и выводимой влаги, образуемых входными и выходными патрубками системы продувки панели, что приводит к завышению мощности воздушного нагнетателя.

Известен фюзеляж самолета, содержащий силовой каркас, содержащий поперечные силовые элементы, стрингеры и укрепленные на них многослойные панели, имеющие сквозные каналы (US 5398889 А, опубл. 21.03.1995).

Недостатком известного фюзеляжа является то, что конденсированная жидкость стекает непосредственно по внутренней стороне обшивки фюзеляжа, что требует дополнительной герметизации, и приводит к увеличению веса конструкции, и, кроме того, такая конструкция не обеспечивает достаточной прочности и надежности фюзеляжа из-за наличия в конструкции фюзеляжа разделяющих элементов между заполнителем и обшивкой, которые не соединены каким-либо способом с обшивкой.

Известен фюзеляж самолета, являющийся ближайшим аналогом и содержащий силовой каркас, содержащий поперечные силовые элементы, расположенные поперек продольной оси фюзеляжа, и укрепленные на них многослойные панели, соединенные между собой с помощью трубок. В фюзеляже предусмотрена система подачи воздуха, соединенная с панелями (Патент US 5779193 А, опубл. 14.07.1998).

Известная конструкция не обеспечивает достаточной прочности и надежности фюзеляжа, т.к. заполнитель панелей выполняет только функцию звуко-, вибро-, теплоизолирующего элемента. Кроме того, использованное соединение панелей с помощью трубок может привести к скоплению или образованию застойных зон конденсата в верхней и нижней частях фюзеляжа.

Известен способ дренирования фюзеляжа самолета, являющийся ближайшим аналогом и заключающийся в удалении жидкости, конденсирующейся внутри многослойных панелей фюзеляжа, содержащего многослойные панели, соединенные между собой каналами, по которым стекает конденсат, причем панели могут быть соединены с устройством подачи воздуха и с влаговыводящим устройством, с помощью которого удаляют собранную влагу из фюзеляжа (Патент US 5779193 А, опубл. 14.07.1998).

Однако конструкция фюзеляжа, используемая для реализации известного способа, не обеспечивает достаточной прочности и надежности фюзеляжа, т.к. заполнитель панелей не воспринимает действующие нагрузки, а выполняет только функции звуко-, вибро-, теплоизолирующего элемента. Кроме того, использованное соединение панелей с помощью трубок может привести к скоплению или образованию застойных зон конденсата в верхней и нижней частях фюзеляжа.

Технический результат заключается в обеспечении возможности более качественного удаления конденсированной внутри многослойных панелей жидкости, в повышении прочности, надежности и технологичности как панели, так и фюзеляжа, а также уменьшении их веса.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в многослойной панели, содержащей первую и вторую обшивки и расположенный между ними по крайней мере один слой заполнителя, контактирующего с по крайней мере одной из обшивок и выполненного таким образом, что по крайней мере часть его поверхности и первая и/или вторая обшивки образуют сквозные каналы, вдоль по крайней мере двух противоположных сторон панели расположены стыковочные элементы, выполненные в виде полых законцовок, в каждой из которых в боковой стенке, примыкающей к заполнителю, выполнена система отверстий, соединяющая сквозные каналы с полостью соответствующей законцовки и обеспечивающая возможность прохождения воздуха и/или жидкости через сквозные каналы и полость соответствующей законцовки.

При этом наиболее целесообразно располагать полые законцовки вдоль двух противоположных сторон панели, при этом между обшивками расположен один слой заполнителя, который контактирует с первой и второй обшивками и имеет зигзагообразную структуру, образующую совместно с внутренней и/или внешней обшивками зигзагообразные сквозные каналы, каждый из которых расположен поперек продольной оси по крайней мере одной законцовки.

Кроме того, сечение полой законцовки, перпендикулярное ее продольной оси, может быть выполнено квадратным, или прямоугольным, или L-образным.

При этом полости по крайней мере нескольких сквозных каналов могут быть соединены между собой с помощью сквозных отверстий, выполненных в боковых стенках сквозных каналов.

По крайней мере в одной из законцовок может быть выполнено отверстие, в котором установлен входной патрубок, выполненный с возможностью соединения с системой воздушного нагнетателя, или выходной патрубок, выполненный с возможностью соединения с влаговыводящим устройством. Кроме того, в одной из законцовок может быть выполнено отверстие, в котором установлен входной патрубок, выполненный с возможностью соединения с воздушным нагнетателем, а во второй законцовке выполнено отверстие, в котором установлен выходной патрубок, выполненный с возможностью соединения с влаговыводящим устройством.

Указанный технический результат достигается также за счет того, что в фюзеляже, содержащем силовой каркас, имеющий поперечные силовые элементы, расположенные поперек продольной оси фюзеляжа, и укрепленные на них многослойные панели, по крайней мере часть многослойных панелей содержит первую и вторую обшивки и расположенный между ними заполнитель, по крайней мере часть поверхности которого образует вместе с первой и/или второй обшивками сквозные каналы, расположенные поперек продольной оси фюзеляжа, а к двум противоположным сторонам многослойной панели, расположенным вдоль продольной оси фюзеляжа, присоединены стыковочные элементы в виде полых законцовок, в каждой из которых в боковой стенке, примыкающей к заполнителю, выполнена система отверстий, соединяющая сквозные каналы с полостью соответствующей законцовки и обеспечивающая возможность прохождения воздуха и/или жидкости через сквозные каналы и полость соответствующей законцовки, причем многослойные панели, контактирующие между собой сторонами, расположенными вдоль продольной оси фюзеляжа, соединены между собой с помощью полых законцовок таким образом, что полые законцовки многослойных панелей, последовательно расположенных вдоль продольной оси фюзеляжа, образуют систему дренажных каналов, расположенных вдоль продольной оси фюзеляжа и соединенных с влаговыводящим устройством, выполненным с возможностью удаления жидкости из фюзеляжа.

При этом заполнитель в по крайней мере части многослойных панелей может иметь зигзагообразную структуру, образующую совместно с внутренней и/или внешней обшивками зигзагообразные сквозные каналы. Кроме того, сечение каждой из двух полых законцовок по крайней мере части многослойных панелей, расположенное перпендикулярно продольной оси соответствующей законцовки, может иметь квадратную, или прямоугольную, или L-образную форму.

Причем фюзеляж может быть снабжен системой воздушного нагнетателя, выполненной с возможностью продувки воздуха через сквозные каналы многослойных панелей, при этом по крайней мере в нескольких дренажных каналах по крайней мере в одной из законцовок, образующих соответствующий канал, выполнено отверстие, в котором установлен входной патрубок, соединенный с системой воздушного нагнетателя.

Кроме того, в том случае, когда фюзеляж снабжен системой воздушного нагнетателя, выполненной с возможностью продувки воздуха через сквозные каналы многослойных панелей, в одной из законцовок по крайней мере одной многослойной панели в по крайней мере одном ряду многослойных панелей, расположенном вдоль продольной оси фюзеляжа, в одной из законцовок может быть выполнено отверстие, в котором установлен входной патрубок, соединенный с воздушным нагнетателем, а во второй законцовке по крайней мере одной многослойной панели в том же ряду многослойных панелей выполнено отверстие, в котором установлен выходной патрубок, соединенный с влаговыводящим устройством.

В контактирующих стенках соединенных между собой вдоль продольной оси полых законцовок могут быть выполнены дополнительные сквозные отверстия, обеспечивающие возможность прохождения воздуха и/или жидкости из полости законцовки одной многослойной панели в полость законцовки соседней многослойной панели.

При этом дополнительные сквозные отверстия могут быть выполнены таким образом, чтобы обеспечить стекание конденсированной жидкости в нижнюю часть фюзеляжа, в которой расположено влаговыводящее устройство, под действием гравитационных сил.

Кроме того, фюзеляж может быть снабжен системой воздушного нагнетателя, выполненной с возможностью продувки сухого воздуха через многослойные панели и соединенной с по крайней мере одним дренажным каналом, образованным законцовками ряда многослойных панелей, расположенного вдоль продольной оси фюзеляжа в его верхней части, при этом дополнительные сквозные отверстия выполнены таким образом, чтобы обеспечить стекание конденсированной жидкости в нижнюю часть фюзеляжа, в которой расположено влаговыводящее устройство, под действием потока воздуха, создаваемого системой воздушного нагнетателя.

Помимо этого фюзеляж может содержать дополнительные дренажные каналы, полости которых образованы боковыми стенками силовых поперечных элементов и контактирующими с ними обшивками и/или стенками полых законцовок многослойных панелей, причем полости дополнительных дренажных каналов могут быть соединены с полостями дренажных каналов, образованных полыми законцовками, посредством вспомогательных сквозных отверстий, выполненных в контактирующих с силовыми поперечными элементами обшивках и/или стенках полых законцовок в зоне полости дренажных каналов, причем по крайней мере часть дополнительных дренажных каналов соединена с влаговыводящим устройством фюзеляжа.

Указанный технический результат достигается также за счет того, что в способе дренирования фюзеляжа, заключающемся в удалении жидкости, конденсирующейся внутри многослойных панелей фюзеляжа, используют многослойные панели, по крайней мере часть которых содержит первую и вторую обшивки и расположенный между ними заполнитель, образующий вместе с первой и/или второй обшивками сквозные каналы, расположенные поперек продольной оси фюзеляжа, а вдоль двух расположенных вдоль продольной оси фюзеляжа противоположных сторон каждой из указанных многослойных панелей расположены стыковочные элементы в виде полых законцовок, полости которых соединены со сквозными каналами многослойных панелей, при этом располагают многослойные панели таким образом, что полые законцовки образуют систему дренажных каналов, через которые жидкость направляют во влаговыводящее устройство, с помощью которого удаляют по крайней мере часть собранной жидкости из фюзеляжа.

При этом возможно направлять влагу во влаговыводящее устройство самотеком за счет действия гравитационных сил при изменении тангажа или с помощью введенной системы воздушного нагнетателя за счет продувания сухого воздуха через сквозные каналы многослойных панелей и дренажные каналы.

Кроме того, для направления влаги во влаговыводящее устройство могут быть дополнительно использованы дополнительные дренажные каналы, полости которых образованы боковыми стенками силовых поперечных элементов и контактирующими с ними обшивками и/или стенками полых законцовок многослойных панелей и соединены с полостями дренажных каналов, образованных полыми законцовками.

Причем часть собранной конденсировавшей жидкости дополнительно могут направлять в систему управления влажностью в фюзеляже и использовать эту жидкость для поддержания заданной влажности внутри фюзеляжа.

Предлагаемое изобретение может быть более подробно раскрыто с помощью чертежей.

На фиг.1 показана многослойная панель и ее составные части.

На фиг.2-5 показана часть фюзеляжа летательного аппарата, содержащего многослойные панели и систему дренажных каналов, образованных полыми законцовками.

На фиг.6-9 показана часть фюзеляжа летательного аппарата, содержащего многослойные панели и систему дренажных каналов, образованных полыми законцовками, причем в контактирующих стенках соединенных между собой законцовок выполнены сквозные отверстия для стекания влаги в нижнюю часть фюзеляжа.

На фиг.10-14 показана часть фюзеляжа летательного аппарата, содержащего многослойные панели и систему дренажных каналов, образованных полыми законцовками и поперечными силовыми элементами.

На фиг.15-17 условно показано расположение дренажных каналов в фюзеляже летательного аппарата при различном выполнении дренажной системы.

На фиг.18 условно показано направление перемещения конденсата по дренажным каналам к влаговыводящему устройству при изменении тангажа.

На фиг.1 показана многослойная панель, причем составные части панели для наглядности разнесены на некоторое расстояние. Многослойная панель содержит первую 1 и вторую 2 обшивки, полые законцовки 3, закрепляемые вдоль двух противолежащих сторон панели, и заполнитель 4, расположенный между первой 1 и второй 2 обшивками. Обычно поверхности первой 1 и второй 2 обшивок расположены эквидистантно. Многослойная панель может быть выполнена плоской. В этом случае поверхности первой 1 и второй 2 обшивок выполняют параллельными друг другу. Однако в том случае, если многослойная панель используется, например, для изготовления фюзеляжа самолета, то она обычно имеет изогнутую форму, как изображено на фиг.1. При этом наружная поверхность первой 1 обшивки, являющейся внутренней обшивкой, имеет вогнутую форму, а наружная поверхность второй 2 обшивки, являющейся внешней обшивкой, имеет выпуклую форму. Заполнитель 4 в общем случае может иметь несколько слоев, имеющих разную структуру. Существенным с точки зрения реализации предлагаемого изобретения является то, что по крайней мере один слой заполнителя, контактирующий с по крайней мере одной из обшивок, выполнен таким образом, что по крайней мере часть его поверхности и внутренняя и/или внешняя обшивки образуют сквозные каналы, проходящие через всю многослойную панель, например вдоль одной из ее сторон, что обеспечивает возможность прохождения воздуха и/или жидкости через многослойную панель. При этом заполнитель может быть выполнен, например, так, как это описано в патенте РФ 2085671 С1, опубл. 27.07.1997, т.е. содержать несколько, например три соединенных между собой слоя, средний из которых имеет сотовую структуру, а два крайних слоя заполнителя имеют форму зигзагообразного гофра, которые вместе с соответствующей обшивкой, с которой они соединены, образуют сквозные каналы. Может быть также использован зигзагообразный гофрированный заполнитель, разворачивающийся в плоскость, с боковыми гранями, расположенными под углом одна к другой с образованием чередующихся выступов и впадин. При этом следует отметить, что сквозные каналы в заполнителе могут быть получены, например, за счет того, что заполнитель выполнен в виде обычного гофра, имеющего в поперечном сечении зигзагообразную форму, при этом сквозные каналы имеют прямолинейную форму. Однако наиболее целесообразно использовать заполнитель в виде зигзагообразного гофра, который имеет зигзагообразную форму в поперечном сечении и при этом образует зигзагообразные сквозные каналы, как, например, это описано в опубликованной заявке США 2003087049, опубл. 08.05.200, или в патенте РФ 2100120, опубл. 27.12.1997. Такое выполнение заполнителя обеспечивает прочность и технологичность панели при одновременном уменьшении ее веса. При этом для обеспечения оптимальных весогабаритных характеристик многослойной панели наиболее целесообразным представляется использование одного слоя заполнителя 4, расположенного между обшивками 1 и 2 и имеющего зигзагообразную структуру, образующую за счет соединения с первой 1 и второй 2 обшивками зигзагообразные сквозные каналы.

При этом в отличие от известных многослойных панелей в панели предлагаемой конструкции вдоль по крайней мере двух противоположных сторон многослойной панели расположены стыковочные элементы, выполненные в виде полых законцовок 3. Под полой законцовкой понимается деталь, имеющая вытянутую форму вдоль стороны панели, к которой она крепится. Ее длина обычно не превышает длину соответствующей стороны многослойной панели. Боковые стенки законцовок, примыкающие к заполнителю, обычно расположены перпендикулярно поверхности по крайней мере одной из обшивок, а расстояние между внешними поверхностями двух противолежащих наружных стенок каждой законцовки не превышает расстояния между наружными поверхностями внешней и внутренней обшивок, т.е. законцовка обычно не выступает по отношению к поверхности обшивок. При этом вторая боковая стенка законцовки, расположенная напротив боковой стенки, контактирующей с заполнителем, может имеет различную форму, которая определяется выбранным способом соединения полых законцовок соседних многослойных панелей. Сечение полой законцовки, перпендикулярное ее продольной оси, может, например, иметь форму квадрата или прямоугольника, и в этом случае вторая боковая стенка законцовки расположена параллельно первой боковой стенке, соединенной с боковой стороной многослойной панели. Однако наиболее целесообразно использовать законцовки, у которых сечение, перпендикулярное ее продольной оси, выполнено L-образным, как это показано на фиг.1, т.е., по существу, такая законцовка представляет собой полый уголковый элемент. При этом вторая боковая стенка законцовки имеет L-образную форму. В этом случае две законцовки, имеющие L-образную форму и закрепленные на противолежащих сторонах многослойной панели, могут быть расположены симметрично относительно плоскости, перпендикулярной поверхности обшивок многослойной панели и равноудаленной от первой и второй законцовок 3. Однако наиболее целесообразно располагать законцовки зеркально-симметрично относительно указанной плоскости, что повышает удобство соединения многослойных панелей между собой.

Для обеспечения прохождения воздуха и/или жидкости (конденсата) через сквозные каналы и полости законцовок в каждой из законцовок в боковой стенке, примыкающей к заполнителю, выполнена система отверстий, соединяющая сквозные каналы с полостью соответствующей законцовки. При этом предпочтительно, чтобы сквозные каналы располагались поперек продольной оси по крайней мере одной полой законцовки. При этом в случае зигзагообразных сквозных каналов имеется в виду, что поперек продольной оси законцовки расположена линия, вдоль которой расположен зигзагообразный канал, например линия, проходящая через средние точки прямолинейных участков одной из боковых стенок зигзагообразного канала. В том случае, если обшивки панели имеют плоскую форму, сквозные каналы или линии, вдоль которой они расположены, могут располагаться перпендикулярно продольной оси по крайней мере одной полой законцовки или под небольшим углом, например, не превышающим 15°, т.е. таким образом, чтобы обеспечить оптимальное прохождение воздуха и/или жидкости из сквозных каналов в полые законцовки.

При этом отверстия в боковой стенке законцовки могут иметь различную форму. Например, круглую, овальную и т.д., а параметры отверстий (перфорации), т.е. их форма, размеры и расположение в боковой стенке законцовки, подбираются таким образом, чтобы не образовывалось скопления или застойных зон конденсата (влаги) в каналах заполнителя и в полых законцовках многослойных панелей.

Кроме того, следует отметить, что для облегчения прохождения воздуха и/или жидкости помимо самих сквозных каналов в заполнителе (в стенках зигзагообразных каналов) могут быть выполнены отверстия, которые соединяют по крайней мере часть каналов между собой.

При этом внутренняя и внешняя обшивки могут быть выполнены из металла, например алюминиевого сплава, или из армированного угле- или стекловолокнами композиционного материала. Заполнитель может быть выполнен из армированного угле- или стекловолокнами композиционного материала, или из пропитанной фенольной смолой полимерной бумаги типа NOMEX^® или KEVLAR^®.

Соединение заполнителя с обшивками может осуществляться, например, приклеиванием, сваркой, в том числе и ультразвуковой сваркой. Соединение законцовок панели с обшивками панели и законцовок соседних панелей между собой может осуществляться, например, склеиванием, сваркой и с применением крепежных элементов, в зависимости от используемых в конструкции панели материалов и нагрузок, действующих на панель.

Кроме того, для соединения полых законцовок многослойной панели с системой подачи воздуха, используемого для принудительного удаления влаги из многослойной панели при использовании ее в качестве части обшивки, например, летательного аппарата, по крайней мере в одной из законцовок может быть выполнено отверстие, в котором установлен входной патрубок, выполненный с возможностью соединения с воздушным нагнетателем. Помимо этого по крайней мере в одной из законцовок может быть выполнено отверстие, в котором может быть установлен выходной патрубок, выполненный с возможностью соединения с влаговыводящим устройством. При этом возможно такое выполнение панели, при котором в одной из законцовок выполнено отверстие, в котором установлен входной патрубок, выполненный с возможностью соединения с воздушным нагнетателем, а во второй законцовке выполнено отверстие, в котором установлен выходной патрубок, выполненный с возможностью соединения с влаговыводящим устройством.

Такие многослойные панели могут использоваться для создания усовершенствованной конструкции дренируемого фюзеляжа, например, летательного аппарата, в том числе самолета. При этом фюзеляж летательного аппарата содержит силовой каркас, содержащий поперечные силовые элементы, расположенные поперек продольной оси фюзеляжа, и укрепленные на них многослойные панели. При этом в общем случае не все панели фюзеляжа могут быть изготовлены предлагаемым образом. Однако существенным является то, что используемые панели располагают таким образом, что в фюзеляже формируются дренажные каналы. На фиг.2 показана часть фюзеляжа, содержащего многослойные панели, а на фиг.3-5 более подробно показана его конструкция. Как видно на фиг.3, каждая из соединенных многослойных панелей содержит первую 1 и вторую 2 обшивки, стыковочные элементы в виде полых законцовок 3 и расположенный между обшивками 1 и 2 заполнитель 4, поверхности которого образуют вместе с первой 1 и/или второй 2 обшивками сквозные каналы 6, расположенные поперек продольной оси фюзеляжа. При этом могут использоваться различные заполнители, обеспечивающие формирование сквозных каналов 6, но наиболее целесообразно использовать тонколистовую складчатую конструкцию в виде зигзагообразного гофра, образующую совместно с первой (внутренней) и/или второй (внешней) обшивками зигзагообразные сквозные каналы. Стыковочные элементы в виде полых законцовок 3, с помощью которых многослойные панели соединяют друг с другом, присоединены к двум противоположным сторонам многослойной панели, расположенным вдоль продольной оси фюзеляжа. На фиг.3 показаны законцовки, имеющие L-образную форму, которая является наиболее удобной для обеспечения герметичного соединения панелей. В каждой из полых законцовок в боковой стенке, примыкающей к заполнителю, выполнена система отверстий 5 (фиг.4, 5), соединяющая сквозные каналы 6 заполнителя 4 с полостью соответствующей законцовки 3 и обеспечивающая возможность прохождения воздуха и/или жидкости через сквозные каналы 6 и полость соответствующей законцовки 3. Как показано на фиг.2, панели размещают друг за другом вдоль продольной оси фюзеляжа таким образом, что полые законцовки 3 образуют систему дренажных каналов, расположенных вдоль продольной оси фюзеляжа. Эти дренажные каналы соединяют с отстойником влаговыводящего устройства 9, расположенного в нижней части фюзеляжа, как это показано на фиг.15, и выполненного с возможностью удаления влаги из фюзеляжа за борт самолета. Такая конструкция фюзеляжа и его дренажной системы обеспечивает дренирование фюзеляжа самолета, при котором влага (конденсат) из сквозных каналов 6 самотеком под действием гравитационных сил сливается в полые законцовки 3 и по дренажным каналам, образованным этими законцовками, удаляется во влаговыводящее устройство 9, например, самотеком при изменении тангажа траектории самолета, как это показано на фиг.18.

Кроме того, фюзеляж может быть снабжен системой воздушного нагнетателя (не показано), выполненного с возможностью продувки воздуха через сквозные каналы 6 многослойных панелей. Для этого воздушный нагнетатель соединен с дренажными каналами, например, через отверстие, выполненное по крайней мере в одной из законцовок 3 каждого дренажного канала, расположенного вдоль продольной оси фюзеляжа. Причем в этом отверстии может быть установлен входной патрубок, соединенный с воздушным нагнетателем. Кроме того, для улучшения условий удаления влаги нагнетатель может быть соединен с большим количеством панелей и даже с каждой многослойной панелью также через отверстие, выполненное в по крайней мере одной из ее законцовок 3. При этом в другой законцовке 3 панели может быть выполнено отверстие для установки выходного патрубка, соединенного с влаговыводящим устройством 9. Наличие системы подачи воздуха обеспечивает принудительное удаление конденсата за счет продувки сухим воздухом по дренажным каналам, образованным продольными полыми законцовками 3, во влаговыводящее устройство.

Помимо этого на фиг.6-9 показана конструкция фюзеляжа, в котором для обеспечения стекания влаги в нижнюю часть фюзеляжа в контактирующих стенках, соединенных между собой вдоль продольной оси полых законцовок 3, выполнены дополнительные сквозные отверстия (фиг.7, 9), обеспечивающие самопроизвольное под действием естественных гравитационных сил стекание влаги из сквозных каналов 6 каждой панели в полость ее законцовки 3 и через дополнительные сквозные отверстия - в полость законцовки 3 соседней панели, расположенной ниже, и так далее до нижней части фюзеляжа, в которой расположено влаговыводящее устройство 9. Кроме того, такое выполнение дренажной системы фюзеляжа, показанное на фиг.16, может быть также дополнено системой воздушного нагнетателя, выполненной с возможностью продувки сухого воздуха через многослойные панели и соединенной с по крайней мере одной продольной законцовкой 3 панелей, расположенных в верхней части фюзеляжа, что обеспечивает принудительное стекание влаги в нижнюю часть фюзеляжа под действием потока воздуха, создаваемого воздушным нагнетателем.

Помимо дренажных каналов, образованных полыми законцовками, дренажная система фюзеляжа может быть дополнена, как это показано на фиг.10-14 и 17, дополнительными дренажными каналами, образованными стенками силовых поперечных элементов (шпангоутов) 7 и внутренней обшивкой 1 многослойных панелей фюзеляжа, которые крепятся к силовым поперечным элементам 7. Причем полости дополнительных дренажных каналов соединены с полостями дренажных каналов, образованных продольными полыми законцовками 3 многослойных панелей, посредством соосных отверстий 8, выполненных во внутренней 1 обшивке панелей и в стенках продольных законцовок 3, прилегающих к внутренней 1 обшивке панелей и расположенных в зоне полости поперечных элементов 7. Дополнительные дренажные каналы также соединены с влаговыводящим устройством 9. Такая конструкция фюзеляжа и его дренажной системы обеспечивает дренирование фюзеляжа самолета, при котором влага (конденсат) из сквозных каналов 6 самотеком под действием гравитационных сил сливается в полые законцовки 3 и по дренажным каналам, образованным этими законцовками, и дренажным каналам, выполненным в силовых поперечных элементах, удаляется во влаговыводящее устройство 9, например, самотеком при изменении тангажа траектории самолета, как это показано на фиг.18.

Кроме того, такое выполнение дренажной системы фюзеляжа может быть также дополнено системой воздушного нагнетателя, выполненной с возможностью продувки сухого воздуха через многослойные панели и соединенной с по крайней мере одной продольной законцовкой 3 панелей, расположенных в верхней части фюзеляжа, что обеспечивает принудительное стекание влаги в нижнюю часть фюзеляжа в отстойник влаговыводящего устройства под действием потока воздуха, создаваемого воздушным нагнетателем.

Помимо этого, если предусмотрена система управления влажностью внутри фюзеляжа, то часть собранной влаги может быть использована повторно для поддержания заданной влажности внутри фюзеляжа. Для этого указанная система управления влажностью соединена или с влаговыводящим устройством, например его отстойником, в котором скапливается конденсат, или непосредственно соединена по крайней мере с частью дренажных каналов.

Изобретение относится к многослойным панелям и к конструкциям фюзеляжа. Многослойная панель содержит первую (1) и вторую (2) обшивки и расположенный между ними заполнитель (4), часть поверхности которого и первая и/или вторая обшивки образуют сквозные каналы. Вдоль по крайней мере двух противоположных сторон панели расположены стыковочные элементы в виде полых законцовок (3), в каждой из которых выполнена система отверстий, соединяющая ее полость со сквозными каналами. В фюзеляже многослойные панели контактируют между собой сторонами, расположенными вдоль продольной оси фюзеляжа, и соединены между собой с помощью полых законцовок, которые образуют систему дренажных каналов. В способе дренирования фюзеляжа для удаления конденсирующейся внутри многослойных панелей влаги панели располагают таким образом, что полые законцовки образуют систему дренажных каналов, расположенных вдоль продольной оси фюзеляжа. Изобретение обеспечивает более качественное удаление конденсированной внутри многослойных панелей жидкости, а также повышает прочность, надежность и технологичность панели и фюзеляжа, уменьшает вес. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 18 ил.

1. Многослойная панель, содержащая первую и вторую обшивки и расположенный между ними по крайней мере один слой заполнителя, контактирующего с по крайней мере одной из обшивок и выполненного таким образом, что по крайней мере часть его поверхности и первая и/или вторая обшивки образуют сквозные каналы, отличающаяся тем, что вдоль по крайней мере двух противоположных сторон панели расположены стыковочные элементы, выполненные в виде полых законцовок, сквозные каналы располагаются поперек продольной оси по крайней мере одной полой законцовки, при этом в каждой из законцовок в боковой стенке, примыкающей к заполнителю, выполнена система отверстий, соединяющая сквозные каналы с полостью соответствующей законцовки и обеспечивающая возможность прохождения воздуха и/или жидкости через сквозные каналы и полость соответствующей законцовки.2. Многослойная панель по п.1, отличающаяся тем, что полые законцовки расположены вдоль двух противоположных сторон панели, при этом между обшивками расположен один слой заполнителя, который контактирует с первой и второй обшивками и имеет зигзагообразную структуру, образующую совместно с внутренней и/или внешней обшивками зигзагообразные сквозные каналы.3. Многослойная панель по п.1 или 2, отличающаяся тем, что сечение полой законцовки, перпендикулярное ее продольной оси, выполнено квадратным, или прямоугольным, или L-образным.4. Многослойная панель по п.1 или 2, отличающаяся тем, что полости по крайней мере нескольких сквозных каналов соединены между собой с помощью сквозных отверстий, выполненных в боковых стенках сквозных каналов.5. Многослойная панель по п.1 или 2, отличающаяся тем, что по крайней мере в одной из законцовок выполнено отверстие, в котором установлен входной патрубок, выполненный с возможностью соединения с системой воздушного нагнетателя.6. Многослойная панель по п.1 или 2, отличающаяся тем, что по крайней мере в одной из законцовок выполнено отверстие, в котором установлен выходной патрубок, выполненный с возможностью соединения с влаговыводящим устройством.7. Многослойная панель по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в одной из законцовок выполнено отверстие, в котором установлен входной патрубок, выполненный с возможностью соединения с системой воздушного нагнетателя, а во второй законцовке выполнено отверстие, в котором установлен выходной патрубок, выполненный с возможностью соединения с влаговыводящим устройством.8. Фюзеляж, содержащий силовой каркас, имеющий поперечные силовые элементы, расположенные поперек продольной оси фюзеляжа, и укрепленные на них многослойные панели, отличающийся тем, что по крайней мере часть многослойных панелей содержит первую и вторую обшивки и расположенный между ними заполнитель, по крайней мере часть поверхности которого образует вместе с первой и/или второй обшивками сквозные каналы, расположенные поперек продольной оси фюзеляжа, а к двум противоположным сторонам многослойной панели, расположенным вдоль продольной оси фюзеляжа, присоединены стыковочные элементы в виде полых законцовок, в каждой из которых в боковой стенке, примыкающей к заполнителю, выполнена система отверстий, соединяющая сквозные каналы с полостью соответствующей законцовки и обеспечивающая возможность прохождения воздуха и/или жидкости через сквозные каналы и полость соответствующей законцовки, причем многослойные панели, контактирующие между собой сторонами, расположенными вдоль продольной оси фюзеляжа, соединены между собой с помощью полых законцовок таким образом, что полые законцовки многослойных панелей, последовательно расположенных вдоль продольной оси фюзеляжа, образуют систему дренажных каналов, расположенных вдоль продольной оси фюзеляжа и соединенных с влаговыводящим устройством, выполненным с возможностью удаления жидкости из фюзеляжа.9. Фюзеляж по п.8, отличающийся тем, что заполнитель в по крайней мере части многослойных панелей имеет зигзагообразную структуру, образующую совместно с внутренней и/или внешней обшивками зигзагообразные сквозные каналы.10. Фюзеляж по п.8, отличающийся тем, что сечение каждой из двух полых законцовок по крайней мере части многослойных панелей, расположенное перпендикулярно продольной оси соответствующей законцовки, имеет квадратную, или прямоугольную, или L-образную форму.11. Фюзеляж по любому из пп.8-10, отличающийся тем, что он снабжен системой воздушного нагнетателя, выполненной с возможностью продувки воздуха через сквозные каналы многослойных панелей, при этом по крайней мере в нескольких дренажных каналах по крайней мере в одной из законцовок, образующих соответствующий канал, выполнено отверстие, в котором установлен входной патрубок, соединенный с системой воздушного нагнетателя.12. Фюзеляж по любому из пп.8-10, отличающийся тем, что он снабжен системой воздушного нагнетателя, выполненной с возможностью продувки воздуха через сквозные каналы многослойных панелей, при этом в одной из законцовок по крайней мере одной многослойной панели в по крайней мере одном ряду многослойных панелей, расположенном вдоль продольной оси фюзеляжа, выполнено отверстие, в котором установлен входной патрубок, соединенный с системой воздушного нагнетателя, а во второй законцовке по крайней мере одной многослойной панели в том же ряду многослойных панелей выполнено отверстие, в котором установлен выходной патрубок, соединенный с влаговыводящим устройством.13. Фюзеляж по любому из пп.8-10, отличающийся тем, что в контактирующих стенках соединенных между собой вдоль продольной оси полых законцовок выполнены дополнительные сквозные отверстия, обеспечивающие возможность прохождения воздуха и/или жидкости из полости законцовки одной многослойной панели в полость законцовки соседней многослойной панели.14. Фюзеляж по п.13, отличающийся тем, что дополнительные сквозные отверстия выполнены таким образом, чтобы обеспечить стекание конденсированной жидкости в нижнюю часть фюзеляжа, в которой расположено влаговыводящее устройство, под действием гравитационных сил.15. Фюзеляж по п.13, отличающийся тем, что он снабжен системой воздушного нагнетателя, выполненного с возможностью продувки воздуха через многослойные панели и соединенного с по крайней мере одним дренажным каналом, образованным законцовками ряда многослойных панелей, расположенного вдоль продольной оси фюзеляжа в его верхней части, при этом дополнительные сквозные отверстия выполнены таким образом, чтобы обеспечить стекание конденсированной жидкости в нижнюю часть фюзеляжа, в которой расположено влаговыводящее устройство, под действием потока воздуха, создаваемого воздушным нагнетателем.16. Фюзеляж по п.8, отличающийся тем, что содержит дополнительные дренажные каналы, полости которых образованы боковыми стенками силовых поперечных элементов и контактирующими с ними обшивками и/или стенками полых законцовок многослойных панелей, причем полости дополнительных дренажных каналов соединены с полостями дренажных каналов, образованных полыми законцовками, посредством вспомогательных сквозных отверстий, выполненных в контактирующих с силовыми поперечными элементами обшивках и/или стенках полых законцовок в зоне полости дренажных каналов, причем по крайней мере часть дополнительных дренажных каналов соединена с влаговыводящим устройством фюзеляжа.17. Способ дренирования фюзеляжа, заключающийся в удалении жидкости, конденсирующейся внутри многослойных панелей фюзеляжа, отличающийся тем, что используют многослойные панели, по крайней мере часть которых содержит первую и вторую обшивки и расположенный между ними заполнитель, образующий вместе с первой и/или второй обшивками сквозные каналы, расположенные поперек продольной оси фюзеляжа, а вдоль двух расположенных вдоль продольной оси фюзеляжа противоположных сторон каждой из указанных многослойных панелей расположены стыковочные элементы в виде полых законцовок, полости которых соединены со сквозными каналами многослойных панелей, при этом располагают многослойные панели таким образом, что полые законцовки образуют систему дренажных каналов, через которые жидкость направляют во влаговыводящее устройство, с помощью которого удаляют по крайней мере часть собранной жидкости из фюзеляжа.18. Способ по п.17, отличающийся тем, что направляют жидкость во влаговыводящее устройство самотеком за счет действия гравитационных сил при изменении тангажа.19. Способ по п.17, отличающийся тем, что направляют жидкость во влаговыводящее устройство с помощью введенной системы воздушного нагнетателя за счет продувания воздуха через сквозные каналы многослойных панелей и дренажные каналы.20. Способ по любому из пп.17-19, отличающийся тем, что для направления жидкости во влаговыводящее устройство дополнительно используют дополнительные дренажные каналы, полости которых образованы боковыми стенками силовых поперечных элементов и контактирующими с ними обшивками и/или стенками полых законцовок многослойных панелей и соединены с полостями дренажных каналов, образованных полыми законцовками.21. Способ по любому из пп.17-19, отличающийся тем, что дополнительно направляют часть собранной жидкости в систему управления влажностью в фюзеляже и используют эту жидкость для поддержания заданной влажности внутри фюзеляжа.