СТАПЕЛЬ ДЛЯ СБОРКИ ВОЗДУХОЗАБОРНИКА ДВИГАТЕЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА Российский патент 2013 года по МПК B64F5/00 B64D33/02 

Область техники

Изобретение относится к области авиастроения, а именно к реактивным двигателям летательных аппаратов, и касается конструкции стапеля, предназначенного для сборки воздухозаборника двигателя летательного аппарата и конкретно воздухозаборника, собираемого из двух поступающих на сборку замкнутых обечаек, выполненных из полимерного композиционного материала.

Уровень техники

Известен стапель для сборки оснастки для составного узла воздухозаборника двигателя летательного аппарата по US 20040065775 А1. Работа известного стапеля основана на обеспечении сборки оснастки из отдельных предварительно изготовленных дугообразных секций, которые на стапеле формируются в единую замкнутую обечайку. Стапель включает основание и установленные на нем средства, обеспечивающие удержание отдельных секций в стапеле, подачу их в зону сборки, позиционирование секций относительно друг друга для получения замкнутой обечайки, а также временное скрепление секций между собой после формирования из них замкнутой обечайки и до обеспечения соединения секций по боковым торцам в монолитную конструкцию.

Известен также стапель для сборки оснастки для составного узла воздухозаборника двигателя летательного аппарата по ЕР 2 103 404 А2, включающий основание, рабочие плиты, установленные на основании вокруг единого центра радиально к последнему, ложементы для установки частей оснастки, расположенные на платформах по окружности с указанным единым центром, и базовую опорную конструкцию для частей собираемой оснастки.

Известные конструкции могут быть использованы лишь на этапе производства отдельных узлов воздухозаборника двигателя летательного аппарата и не приспособлены для сборки самого воздухозаборника на конечном этапе его изготовления.

Известно техническое решение по патенту RU 2348570, которое касается изготовления воздухозаборника двигателя летательного аппарата. В указанном патенте, однако, представлен лишь способ производства воздухозаборника на различных этапах его изготовления, в том числе и на этапе сборки. Устройство же, используемое для сборки воздухозаборника, в данном источнике не раскрывается.

Раскрытие изобретения

Задачей заявляемого изобретения является создание конструкции стапеля, в котором обеспечена возможность сборки воздухозаборника двигателя летательного аппарата из двух предварительно изготовленных и поступающих на сборку замкнутых обечаек, выполненных из полимерного композиционного материала.

Технический результат, достигаемый при реализации заявляемого изобретения, заключается в обеспечении высокопроизводительного процесса сборки и в простоте его воплощения, а также в повышении качества воздухозаборника.

Для достижения указанного технического результата предлагается конструкция стапеля для сборки воздухозаборника двигателя летательного аппарата, содержащего несущее основание, рабочие плиты, установленные на основании вокруг единого центра радиально к последнему, ложементы для установки носка собираемого воздухозаборника, расположенные на плитах по окружной линии с указанным единым центром и базовую опорную конструкцию для частей собираемого воздухозаборника. Базовая опорная конструкция предназначена для позиционирования внутренней и наружной поступающих на сборку замкнутых обечаек воздухозаборника и включает вертикальные стойки и фиксаторы положения внутренней и наружной обечаек. Вертикальные стойки смонтированы на рабочих плитах попарно друг за другом в каждой паре и по радиусу относительно указанного единого центра и по разные стороны от окружной линии расположения ложементов. Фиксаторы положения внутренней и наружной обечаек выполнены в виде откидных пластин, каждая из которых принадлежит соответствующей стойке. Имеются верхние узлы подвески откидных пластин в вертикальном положении, закрепленные на стойках, и нижние узлы крепления откидных пластин, установленные на плитах. Одна из боковых кромок каждой откидной пластины служит для взаимодействия с соответствующей обечайкой и имеет контур, выполненный по теоретическому аэродинамическому контуру этой обечайки.

Преимущественно рабочие плиты установлены на равном угловом расстоянии друг от друга.

Верхние узлы подвески откидных пластин и нижние узлы крепления откидных пластин выполнены с возможностью регулировки в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Благодаря выполнению в предлагаемом стапеле базовой опорной конструкции в соответствии с предлагаемым изобретением обеспечивается возможность сборки воздухозаборника из двух предварительно изготовленных замкнутых обечаек. Это позволяет обеспечить высокопроизводительный и простой процесс сборки, а также добиться высокого качества изготовления воздухозаборника за счет точного позиционирования обечаек воздухозаборника относительно друг друга и относительно носка воздухозаборника.

Краткое описание чертежей.

Изобретение поясняется чертежами, где

на фиг.1 изображен общий вид стапеля в аксонометрии;

на фиг.2 - вид стапеля сверху;

на фиг.3 - общий вид воздухозаборника, собранного на стапеле.

Осуществление изобретения

Предлагаемый стапель для сборки воздухозаборника двигателя летательного аппарата содержит несущее основание 1 с регулируемыми по высоте опорами 2, имеющее восьмигранную каркасную конструкцию, состоящую из восьми секций 3. На каждой секции смонтирована прямоугольная плита 4 (т.е. всего на стапель предусмотрено восемь однотипных плит), расположенная на рамке 4а. Плиты 4 установлены по окружности вокруг единого центра 5, лежащего на центральной оси восьмигранного несущего основания 1, на одинаковом угловом расстоянии «α» относительно друг друга и вытянуты в направлении к указанному центру. На плитах 4 установлены узлы и детали, обеспечивающие процесс сборки воздухозаборника.

Для установки носка 22 собираемого воздухозаборника предусмотрены ложементы 6 по числу плит. Каждый ложемент смонтирован на соответствующей плите 4 и выполнен в виде пластины, расположенной в радиальной плоскости по отношению к центру 5 или с небольшим угловым отклонением от нее и имеющей V-образное установочное гнездо 7. В комплексе ложементы 6 установлены по одной окружной линии вокруг указанного выше единого центра 5.

В качестве деталей базовой опорной конструкции, обеспечивающей необходимое положение внутренней 18 и наружной 19 обечаек воздухозаборника при сборке, используются вертикальные стойки с фиксаторами положения оболочек. На каждой плите 4 установлена одна пара вертикальных стоек 8 и 9, которые расположены друг за другом в одной радиальной плоскости с центром 5, не совпадающей с радиальной плоскостью размещения ложемента. Одноименные стойки 8 располагаются на окружности с центром 5, имеющей меньший радиус, а одноименные стойки 9 - соответственно на окружности с центром 5, имеющей больший радиус. Взаимное положение стоек 8 и 9 и ложементов 6 таково, что окружная линия, по которой установлены ложементы 5, проходит между окружностью расположения стоек 8 и окружностью расположения стоек 9.

Фиксаторы положения внутренней 18 и наружной 19 обечаек выполнены в виде пары откидных пластин (рубильников) 10 и 11 для каждой плиты 4. Каждая пластина придана соответствующей стойке. Так пластины 10 соотнесены со стойками 8, а пластины 11 - со стойками 9. Пластины 10 и 11 расположены вертикально. Материал пластин - бакелизированная фанера. Пластины 10 подвешены разъемно к держателям 12 (верхние узлы подвески), смонтированным на верхних концах стоек 8, а пластины 11 подвешены разъемно к держателям 13, смонтированным на верхних концах стоек 9. На плитах 4 установлены нижние узлы 14 крепления пластин (рубильников) 10 и нижние узлы 15 крепления пластин (рубильников) 11.

Боковая кромка 16 пластины 10 имеет контур, выполненный по теоретическому аэродинамическому контуру (профилю) внутренней обечайки 18 воздухозаборника, а боковая кромка 17 пластины 11 имеет контур, выполненный по теоретическому аэродинамическому контуру (профилю) наружной обечайки 19 воздухозаборника. Понятие аэродинамический контур для обечаек 18, 19 определено, как кривая линия, образующая аэродинамическую поверхность соответствующей обечайки путем вращения этой кривой вокруг центральной оси этой обечайки (например, линия 19а для наружной обечайки 19 на фиг.3). Боковые кромки 16 и 17 каждой пары пластин 10 и 11 обращены одна навстречу другой.

Верхние узлы подвески пластин (рубильников) и нижние узлы крепления пластин (рубильников) регулируются в широких пределах по двум координатам (по горизонтали и вертикали), благодаря чему обеспечивается необходимый беззазорный контакт боковых кромок 16 и 17 пластин 10 и 11 с контуром наружной и внутренней обечаек воздухозаборника и достигается стабильное положение обечаек при сборке. К верхним концам стоек 8 и 9 присоединены откидные планки 20 с продольными прорезями, в которых установлены вертикальные фиксаторы 21. Предусмотрена регулировка положения фиксаторов 21 по вертикали, а также возможность изменения их положения по горизонтали за счет перемещения в прорезях планок 20.

Для каждой плиты комплект используемых деталей одинаков, а также одинаково их взаимное положение на плите и расположение относительно боковых сторон плиты. То есть фактически каждая плита с установленными на ней деталями представляет собой оригинальный модульный узел, который при необходимости может быть заменен на такой же узел. Все детали устанавливаются относительно друг друга как в пределах плиты, так и относительно деталей остальных плит с точностью, необходимой для качественной сборки воздухозаборника.

Внутренняя 18 и наружная 19 обечайки, поступающие на стапель для сборки воздухозаборника, выполнены из полимерного композиционного материала. Преимущественно в качестве такого материала используется углепластик, который приближается к металлу по высоким прочностным характеристикам и при этом является намного легче металла.

Сборка воздухозаборника производится в стапеле в вертикальном положении носком вниз. При этом обеспечивается определенная последовательность сборки.

Носок 22 воздухозаборника устанавливают в стапеле, базируя по ложементам 6 сборочного приспособления и отверстию в носке воздухозаборника, и фиксируют. Сверлят отверстия крепления наружного шпангоута 23 с носком 22 воздухозаборника.

Устанавливают поочередно сегменты наружного шпангоута 23, базируя по привалочным поверхностям носка 22 и выполненным отверстиям под крепеж. Крепят штатным крепежом. Устанавливают поочередно сегменты внутреннего шпангоута 24, базируя по привалочным поверхностям фланца носка 22 и выполненным отверстиям под крепеж. Крепят штатным крепежом.

Устанавливают внутреннюю обечайку 18, базируя по привалочным поверхностям носка 22 воздухозаборника и боковым кромкам 16 пластин (рубильников) 10 стапеля. Позиционирование пластин 10, для обеспечения беззазорного примыкания их боковых кромок 16 к боковой поверхности внутренней обечайки, осуществляют с использованием верхних узлов подвески (держателей 12) и нижних узлов 14 крепления. Полученное положение внутренней обечайки стабилизируют вертикальными фиксаторами 21, выставляя их в положение фиксации за счет их перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Крепят внутреннюю обечайку 18 штатным крепежом совместно с внутренним шпангоутом. Устанавливают наружную обечайку 19, базируя по привалочным поверхностям и боковым кромкам 17 пластин (рубильников) 11 стапеля. Позиционирование пластин 11, для обеспечения беззазорного примыкания их боковых кромок 17 к боковой поверхности наружной обечайки, осуществляют с использованием верхних узлов подвески (держателей 13) и нижних узлов 15 крепления. Полученное положение наружной обечайки стабилизируют вертикальными фиксаторами 21, выставляя их в положение фиксации за счет их перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Крепят наружную обечайку 18 штатным крепежом.

Изобретение относится к конструкции стапеля, предназначенного для сборки воздухозаборника двигателя летательного аппарата. Стапель содержит несущее основание (1), на котором вокруг единого центра установлены рабочие плиты (4), на которых смонтированы ложементы (6) для размещения носка воздухозаборника. Для позиционирования в стапеле внутренней и наружной замкнутых обечаек служат фиксаторы положения внутренней и наружной обечаек, выполненные в виде откидных пластин (10, 11). Каждая из пластин подвешена в вертикальном положении на принадлежащей ей стойке (8, 9) посредством узла подвески и установлена своим нижним концом в узле крепления, смонтированном на рабочей плите. Одна из боковых кромок каждой откидной пластины имеет контур, выполненный по теоретическому аэродинамическому контуру соответствующей обечайки. Изобретение обеспечивает высокую производительность сборки и упрощает конструкцию. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Стапель для сборки воздухозаборника двигателя летательного аппарата, содержащий несущее основание, рабочие плиты, установленные на основании вокруг единого центра радиально к последнему, ложементы для установки носка собираемого воздухозаборника, расположенные на рабочих плитах по окружной линии с указанным единым центром, и базовую опорную конструкцию для частей собираемого воздухозаборника, отличающийся тем, что базовая опорная конструкция предназначена для позиционирования внутренней и наружной поступающих на сборку замкнутых обечаек воздухозаборника и включает вертикальные стойки, смонтированные на рабочих плитах попарно друг за другом в каждой паре и по радиусу относительно указанного единого центра и по разные стороны от окружной линии расположения ложементов, и фиксаторы положения внутренней и наружной обечаек, выполненные в виде откидных пластин, каждая из которых принадлежит соответствующей стойке, а также верхние узлы подвески откидных пластин в вертикальном положении, закрепленные на стойках, и нижние узлы крепления откидных пластин, установленные на рабочих плитах, при этом одна из боковых кромок каждой откидной пластины служит для взаимодействия с соответствующей обечайкой и имеет контур, выполненный по теоретическому аэродинамическому контуру этой обечайки.

2. Стапель по п.1, отличающийся тем, что рабочие плиты установлены на равном угловом расстоянии друг от друга.

3. Стапель по п.1, отличающийся тем, что верхние узлы подвески откидных пластин и нижние узлы крепления откидных пластин, выполнены с возможностью регулировки в горизонтальном и вертикальном направлениях.