ИНСТРУМЕНТ В ВИДЕ ШАБЛОНА И СПОСОБ ДЛЯ БЫСТРОГО РЕМОНТА КОМПОЗИТНОЙ СТРУКТУРЫ Российский патент 2015 года по МПК B29C73/24 

Область техники

Изобретение в целом относится к ремонту композитных структур. В частности, изобретение относится к дешевому инструменту в виде шаблона и способу, используемых при быстром ремонте композитной структуры и предназначенных для оперативного определения положения и измерения области ремонта на композитной структуре для ремонта структуры.

При ремонте композитных структур измерительные инструменты и ручная разметка могут быть использованы для определения положения и измерения подлежащей ремонту области. Однако каждый ремонт должен быть выполнен в течение определенного времени, а обычные способы определения положения и измерения области ремонта могут отнимать много времени. Кроме того, изменчивость способов определения положения области ремонта и наложения ремонтной заплаты на эту область могут привести к неточности расположения ремонтной заплаты относительно повреждения, что может повлиять на окончательную максимальную допустимую нагрузку. Согласованность наложения и определения положения ремонтных заплат приводит к меньшей неопределенности и лучшему пониманию того, как нагрузки восприняты ремонтной заплатой. Известные данные о положении дают уверенность при использовании и нанесении ремонтной заплаты.

Дешевый инструмент в виде шаблона, используемый при быстром ремонте композитной структуры, и способ быстрого определения положения и измерения области ремонта на композитной структуре для ремонта структуры необходимы для (a) удовлетворения ограничениям, накладываемым на время установки, и (b) удовлетворения допускам на положение заплаты.

Раскрытие изобретения

В целом при раскрытии изобретения описан инструмент в виде шаблона, используемый при быстром ремонте композитной структуры и предназначенный для оперативного определения положения и измерения области ремонта на композитной структуре для ремонта структуры. Иллюстративный вариант реализации инструмента в виде шаблона, используемого при ремонте композитной структуры, содержит корпус инструмента, край с радиусом выпуклости на корпусе инструмента и край с радиусом вогнутости на корпусе инструмента.

В некоторых примерах реализации изобретения инструмент для ремонта композитной структуры может содержать выравнивающий шаблон, содержащий отверстие для измерения размера повреждения; листы для измерения размера повреждения, размещенных на выравнивающем шаблоне и содержащих различные отверстий для измерения размера повреждения, соответственно, причем каждое отверстие совпадает с повреждением относительно центра выравнивающего шаблона, и происходит уменьшение диаметра отверстия для измерения размера повреждения начиная с наибольшего возможного размера повреждения.

Далее с целью раскрытия изобретения описан способ ремонта композитной структуры. Иллюстративный пример реализации способа включает выполнение инструмента в виде шаблона, используемого при ремонте композитной структуры и содержащего корпус инструмента с краем с радиусом выпуклости и краем с радиусом вогнутости, с установкой одного края из края с радиусом выпуклости и края с радиусом вогнутости на корпусе инструмента впритык к поверхности ремонта и инициированием процесса ремонта, если радиус кривизны контура поверхности ремонта равен (или превышает его) одному радиусу из радиуса края с радиусом выпуклости и радиуса края с радиусом выпуклости для стандарта корпуса инструмента. Выпуклые и вогнутые края инструмента измерения радиуса соответствуют минимально допустимому радиусу кривизны, на котором может быть установлена быстрая ремонтная заплата; структура с меньшим радиусом кривизны не одобрена для нанесения ремонтной заплаты.

В некоторых примерах реализации настоящего изобретения способ ремонта композитной структуры включает выполнение инструмента в виде шаблона, используемого при быстром ремонте композитной структуры, содержащего выравнивающий шаблон с отверстием для измерения размера и местоположения повреждения и листами для измерения размера повреждения на выравнивающем шаблоне с постепенно уменьшающимися отверстиями для измерения размера повреждения, выровненными с отверстием для измерения размера повреждения выравнивающего шаблона; размещение выравнивающего шаблона впритык к поверхности ремонта; последовательное удаление листов для измерения размера повреждения из выравнивающего шаблона, пока область ремонта на поверхности ремонта не будет полностью попадать в центр отверстия листа. Происходит последовательное увеличение листов вплоть до максимально допустимого размера повреждения. При невозможности полного размещения повреждения в пределах листа с самым большим отверстием или в пределах другого определенного листа (указывающего максимально допустимый размер повреждения), полагают, что размер повреждения превышает допустимый размер повреждения, на который может быть наложена отремонтированная область. При попадании области повреждения внутрь отверстия для измерения размера повреждения для по меньшей мере одного из листов для измерения размера повреждения, содержащего отверстие, равное допустимой области повреждения или меньшее этой области, повреждение сначала помещают в центр отверстия, и затем можно проводить и начинать ремонт.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показан вид сбоку иллюстративного варианта реализации инструмента в виде шаблона, предназначенного для проверки и измерения радиуса при быстром ремонте композитной структуры.

На фиг.1A показан ручной инструмент в виде шаблона.

На фиг.1B показан ручной инструмент в виде шаблона в общем положении на поверхности части.

На фиг.2 показан альтернативный иллюстративный вариант реализации инструмента в виде шаблона, предназначенного для проверки и измерения радиуса при быстром ремонте композитной структуры.

На фиг.3 показан перспективный вид альтернативного иллюстративного варианта реализации инструмента в виде шаблона, предназначенного для центровки повреждения при быстром ремонте композитной структуры.

На фиг.4 показан вид спереди (сверху) инструмента в виде шаблона по фиг.3, используемого при быстром ремонте композитной структуры.

На фиг.5 показан вид сзади (снизу) инструмента в виде шаблона по фиг.3, используемого при быстром ремонте композитной структуры.

На фиг.6 показан перспективный вид инструмента в виде шаблона по фиг.3, используемого при быстром ремонте композитной структуры, причем листы для измерения размера повреждения сняты с выравнивающего шаблона инструмента.

На фиг.7 показан перспективный вид инструмента в виде шаблона по фиг.3, используемого при быстром ремонте композитной структуры, причем три листа для измерения размера повреждения снято с самого нижнего листа для измерения размера повреждения, сохраняемого на выравнивающем шаблоне инструмента.

На фиг.8 показан перспективный вид инструмента в виде шаблона по фиг.3, используемого при быстром ремонте композитной структуры, причем самый верхний лист для измерения размера повреждения удален из выравнивающего шаблона.

На фиг.9 показан перспективный вид инструмента в виде шаблона по фиг.3, используемого при быстром ремонте композитной структуры, причем два самых верхних листа для измерения размера повреждения удалены из выравнивающего шаблона.

На фиг.10 показан перспективный вид инструмента в виде шаблона по фиг.3, используемого при быстром ремонте композитной структуры, причем три самых верхних листа для измерения размера повреждения удалены из выравнивающего шаблона.

На фиг.11 показан перспективный вид инструмента в виде шаблона по фиг.3, используемого при быстром ремонте композитной структуры, причем все листы для измерения размера повреждения, за исключением листа самого большого диаметра, удалены из выравнивающего шаблона.

На фиг.12 показан вид сверху самого нижнего листа для определения положения повреждения на выравнивающем шаблоне.

На фиг.13 показан вид спереди выравнивающего шаблона инструмента по фиг.3, причем все листы для измерения размера повреждения удалены и показаны три цветные точки выравнивания, которые должны быть выровнены с выравнивающими отверстиями листа для измерения повреждения и дать положительное подтверждение, что все листы выровнены должным образом.

На фиг.14 показан вид спереди выравнивающего шаблона инструмента по фиг.3, в частности, поясняющий примерные размеры различных элементов выравнивающего шаблона.

На фиг.15 показан иллюстративный вариант реализации способа быстрого ремонта композитной структуры.

На фиг.16 показан альтернативный иллюстративный вариант реализации способа быстрого ремонта композитной структуры.

На фиг.17 показана блок-схема методологии производства и обслуживания самолетов.

На фиг.18 показана блок-схема самолета.

Подробное описание изобретения

Последующее подробное описание изобретения по существу представляет собой лишь пример и не предназначено для ограничения реализации изобретения описанными вариантами или применением и использованием описанных вариантов реализации изобретения. При использовании здесь слово «образцовый» или «иллюстративный» означает «служащий в качестве примера, варианта или иллюстрации». Любая реализация, описанная здесь как «образцовая» или «иллюстративная», не должна обязательно быть рассмотрена как предпочтительная или имеющая преимущества по сравнению с другими реализациями. Все описанные ниже реализации представляют собой реализации, служащие лишь в качестве примера, и дающие возможность специалисту в данной области техники применить изобретение на практике, причем они не предназначены для ограничения объема прилагаемых пунктов формулы изобретения. Кроме того, нет никакого намерения ввести ограничения посредством любой явно выраженной или подразумеваемой трактовки, представленной в предыдущих разделах об области техники, уровне техники, раскрытии изобретения или в последующем разделе с подробным описанием изобретения.

Обратимся сначала к фиг.1, на которой показан иллюстративный вариант реализации инструмента в виде шаблона, используемого при быстром ремонте композитной структуры, ниже называемого просто инструментом и в целом обозначаемого номером позиции 1. Инструмент 1 может содержать корпус 2 инструмента, который в некоторых вариантах реализации настоящего изобретения обычно может быть выполнен треугольным. Корпус 2 инструмента может быть выполнен тонким и из долговечного водостойкого материала, способного противостоять пескоструйной обработке и воздействию химических продуктов. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения корпус 2 инструмента может быть выполнен из пластмассы, металла или другого подходящего материала.

Корпус 2 инструмента обычно содержит край 3 в основном с радиусом выпуклости, край 4 в основном с радиусом вогнутости и край 5 с линейкой. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения корпус 2 инструмента может быть выполнен в основном треугольным, как показано. В соответствии с этим, край 4 с радиусом вогнутости может быть расположен в основном перпендикулярно краю 3 с радиусом выпуклости в углу 7. Край 5 с линейкой может идти от края 4 с радиусом вогнутости в углу 8 и от края 3 с радиусом выпуклости в углу 9. Деления 6 линейки могут быть нанесены на корпус 2 инструмента вдоль края 5 с линейкой. Например и без каких-либо ограничений, деления 6 линейки могут быть делениями шкалы в миллиметрах, шкалы в сантиметрах, шкалы в дюймах или делениями любой комбинации этих шкал.

В иллюстративном приложении инструмент 1 может быть использован для измерения размера и определения положения области, подлежащей ремонту на поверхности композитной структуры (не показана). В соответствии с этим радиус поверхности области ремонта может быть измерен для гарантии того, что радиус поверхности области ремонта подходит для реализации технического решения для быстрого ремонта композитной структуры. В случае вогнутости поверхности области ремонта край 3 с радиусом выпуклости может быть установлен впритык к поверхности области ремонта. При полном контакте края 3 с радиусом выпуклости корпуса инструмента со всей поверхностью области ремонта или при касании ее в одной точке, радиус области ремонта достаточен для обеспечения возможности использования заплаты для быстрого ремонта композитной структуры. С другой стороны, в случае контакта с точным совпадением края 3 с радиусом выпуклости с областью ремонта или поверхностью структуры в двух положениях и существовании зазора между краем 3 с радиусом выпуклости и поверхностью области ремонта, радиус поверхности области ремонта недостаточно мал для обеспечения возможности использования заплаты для быстрого ремонта композитной структуры с целью ремонта области ремонта.

В случае выпуклости области ремонта край 4 с радиусом вогнутости может быть установлен впритык к поверхности области ремонта. При полном контакте края 4 с радиусом вогнутости из корпуса 2 инструмента со всей поверхностью области ремонта, или при его касании в двух точках с образованием зазора радиус области ремонта может быть достаточным для обеспечения возможности использования заплаты для быстрого ремонта композитной структуры. С другой стороны, при контакте края 4 с радиусом вогнутости с поверхностью области ремонта только в одной точке вдоль края 4 с радиусом вогнутости и поверхности области ремонта, радиус поверхности области ремонта может быть недостаточно мал для обеспечения возможности использования заплаты для быстрого ремонта композитной структуры с целью ремонта области ремонта (радиус кривизны измеряемой поверхности меньше радиуса кривизны поверхности инструмента).

При согласовании края 3 с радиусом выпуклости с вогнутой поверхностью области ремонта или при согласовании края 4 с радиусом вогнутости с выпуклой поверхностью области ремонта обеспечена возможность использования делений 6 линейки на краю 5 с линейкой корпуса 2 инструмента для измерения положения и/или размера области ремонта. Заплата подходящего размера для быстрого ремонта композитной структуры способна затем быть выбрана и использована для ремонта области ремонта согласно знаниям специалиста в данной области техники.

На фиг.1A показана конструкция ручного измерительного шаблона для контура для быстрого определения, находится ли контур композитной тонкой поверхности в пределах применения способа быстрого ремонта композитной структуры. Например, когда инструмент 1 размещен на краю на поверхности 28, так что углы 7 и 8 контактируют с поверхностью 28, но между центральной точкой и краем 4 с радиусом вогнутости наблюдается зазор, то способ быстрого ремонта композитной структуры не работает. Подобным образом, если инструмент 1 размещен на краю, на котором край 3 с радиусом выпуклости контактирует с поверхностью 28 в центральной точке 29, а углы 9 и 7 не контактируют с поверхностью 28, то поверхность, которую необходимо починить, не является достаточно выпуклой для обеспечения возможности ремонта. Край 5 с линейкой и соответствующие деления 6 инструмента 1 обеспечивают измерение общего расстояния вдоль края инструмента 1.

На фиг.1B показан инструмент 1, расположенный в основном положении поверхности части 34 с краями 35. Небольшие прямолинейные участки 30 проходят от углов 7 и 8 до начала вогнутого участка края 4 с радиусом вогнутости, определенного двумя короткими вертикальными отметками. Причем вертикальные отметки начинаются внутри от края для защиты соответствующего контура от повреждений.

На фиг.2 показан альтернативный иллюстративный вариант реализации инструмента в виде шаблона, используемого при быстром ремонте композитной структуры, в целом обозначенного позиционным обозначением 1а. Конструкция инструмента 1а аналогична конструкции инструмента 1, ранее описанного со ссылками на фиг.1, за исключением того, что инструмент 1а может содержать угол 7а с вырезом при пересечении края 3 с радиусом выпуклости с краем 4 с радиусом вогнутости и срезанный угол 9а при пересечении края 3 с радиусом выпуклости с краем 5 с линейкой. В соответствии с этим инструмент 1а содержит меньше острых краев или углов, чем инструмент 1, ранее описанный со ссылками на фиг.1.

На фиг.3-13 альтернативный иллюстративный вариант реализации инструмента в виде шаблона, используемого при быстром ремонте композитной структуры, в целом обозначен позиционным обозначением 14. Инструмент 14 может быть выполнен тонким и из долговечного водостойкого материала, способного противостоять пескоструйной обработке и воздействию химических продуктов. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения корпус инструмента 14 может быть выполнен из пластмассы, металла или другого подходящего материала. Корпус инструмента 14 может содержать выравнивающий шаблон 15. Выравнивающий шаблон 15 может быть достаточно тонким для содействия изгибу выравнивающего шаблона 15 к контуру поверхности ремонта, к которой приложен выравнивающий шаблон 15. Как показано на фиг.11 и 12, выравнивающие отметки 16 могут быть выполнены на выравнивающем шаблоне 15. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения выравнивающие отметки 16 могут быть цветными точками. В других вариантах реализации настоящего изобретения выравнивающие отметки могут быть выполнены квадратными, треугольными и овальными по форме. Отверстие 17 для измерения размера повреждения может проходить через выравнивающий шаблон 15. Как показано на фиг.14, в некоторых вариантах реализации настоящего изобретения диаметр отверстия 17 для измерения размера повреждения составляет приблизительно 6,25 дюйма. Длина и ширина выравнивающего шаблона 15 могут составлять 12,0 дюймов. Криволинейные щели, представляющие диаметр покрывающей заплаты с периметром 18, могут быть выполнены на выравнивающем шаблоне 15. Щели в шаблоне позволяют маркировать композитную структуру при подготовке к выравниванию периметра покрывающей заплаты концентрически поверх ремонтной заплаты. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения периметр 18 покрывающей заплаты может содержать щели, простирающиеся через толщину выравнивающего шаблона 15. Диаметр периметра 18 покрывающей заплаты может соответствовать диаметру покрывающей заплаты (не показана), используемой для покрытия и уплотнения меньшей по размеру области ремонтной заплаты на композитной структуре, как будет описано ниже.

Примерные размеры выравнивающего шаблона 15 в некоторых вариантах реализации инструмента 14 показаны на фиг.14. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения длина и ширина выравнивающего шаблона 15 составляют приблизительно 12,0 дюймов +/- 1,0 дюйм или около этого. Диаметр отверстия 17 для измерения размера повреждения на выравнивающем шаблоне 15 примерно равен размеру ремонтной заплаты +0,25 дюйма, что представляет собой размер области ремонта плюс небольшой край, предназначенный для верхнего слоя, например, удаленной краски. Разность расстояний по диаметру между отверстием17 для измерения размера повреждения и периметром 18 покрывающей заплаты может составлять приблизительно 1,25 дюйма (+/- 0,05 дюйма). В других вариантах реализации настоящего изобретения размеры выравнивающего шаблона 15 могут быть больше или меньше размеров, показанных на фиг.14 в зависимости от желаемого использования инструмента 14.

Листы 20a-20e для измерения размера повреждения могут быть выполнены на выравнивающем шаблоне 15. Листы 20a-20e для измерения размера повреждения могут быть достаточно тонкими, чтобы содействовать изгибу листов 20a-20e для измерения размера повреждения к контуру поверхности ремонта, к которой приложен выравнивающий шаблон 15. Листы 20a-20e для измерения размера повреждения могут быть выполнены с возможностью съема с выравнивающего шаблона 15. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения листы 20а-20e для измерения размера повреждения могут быть, например и без ограничения, присоединены к выравнивающему шаблону 15 и друг к другу посредством петли 19, связывающей листы и использующей съемную чувствительную к давлению ленту для прикрепления листов к расположенному ниже листу. Листы 20a-20e для измерения размера повреждения могут быть выполнены с возможностью выборочного съема с выравнивающего шаблона 15 и отделения друг от друга вдоль петли 19. Каждый лист 20a-20e для измерения размера повреждения может быть обычно выполнен квадратным или прямоугольным. Выступ 21 для удаления листа может быть выступать из каждого листа 20a-20e для измерения размера повреждения. Отверстия 22 для проверки выравнивания могут быть выполнены проходящими через каждый лист 20а-20е для измерения размера повреждения. Отверстия 22 для проверки выравнивания могут быть совмещены с соответствующими выравнивающими отметками 16, выполненными на выравнивающем шаблоне 15. Отверстия 23 для измерения размера повреждения могут быть уложены в стопку и проходить насквозь, причем это относится к каждому отверстию 23 в каждом листе 20 для измерения размера повреждения и к диаметру 17 в шаблоне 15. Отверстия 23 для измерения размера повреждения могут быть выровнены относительно друг друга и отверстий 17 для измерения размера повреждения в выравнивающем шаблоне 15 или совпадать с ними. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения листы 20a-20e для измерения размера повреждения могут быть различного цвета, а ширина или диаметр отверстия 23 для измерения размера повреждения может быть размечена, чтобы дать возможность персоналу легко оценивать размер области ремонта, к которой приложен инструмент 14, и сообщать об этом размере. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения может происходить постепенное уменьшение размера листов 20a-20e для измерения размера повреждения начиная с выравнивающего шаблона 15 до пятого листа 20e для измерения размера повреждения.

В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения инструмент 14 может содержать первый лист 20a для измерения размера повреждения, размещенный на выравнивающем шаблоне 15; второй лист 20b для измерения размера повреждения, размещенный на первом листе 20а для измерения размера повреждения; третий лист 20c для измерения размера повреждения, размещенный на втором листе 20b для измерения размера повреждения; четвертый лист 20d для измерения размера повреждения, размещенный на третьем листе 20c для измерения размера повреждения; и пятый лист 20e для измерения размера повреждения, размещенный на четвертом листе 20d для измерения размера повреждения. В других вариантах реализации настоящего изобретения инструмент 14 может содержать большее или меньшее количество листов для измерения размера повреждения. Листы 20a-20e для измерения размера повреждения могут постепенно уменьшать свой размер при переходе от первого листа 20a для измерения размера повреждения к пятому листу 20e для измерения размера повреждения. Отверстие 23 для измерения размера повреждения в первом листе 20а для измерения размера повреждения может иметь размер, меньший диаметра отверстия 17 (площадь ремонтной заплаты плюс пограничная полоса) на выравнивающем шаблоне 15, причем может происходить постепенное уменьшение размера отверстия 23 для измерения размера повреждения при продвижении от первого листа 20a для измерения размера повреждения к пятому листу 20e для измерения размера повреждения. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения каждый лист 20a-20e для измерения размера повреждения выполнен с усеченными углами 24 для целей, которые будут описаны ниже.

В одном варианте реализации инструмент 14 может первоначально быть проверен с целью определения, выровнены ли листы 20a-20e для измерения размера повреждения должным образом относительно выравнивающего шаблона 15. В соответствии с этим, может быть проведена визуальная проверка с целью определения, выровнены ли отверстия 22 для проверки выравнивания в листах 20a-20e для измерения размера повреждения относительно выравнивающих отметок 16 (фиг.13), нанесенных на выравнивающий шаблон 15. При правильном выпавнивавании листов 20a-20e для измерения размера повреждения относительно выравнивающего шаблона 15 отверстия 22 для проверки выравнивания в листах 20a-20e для измерения размера повреждения совпадают с соответствующими выравнивающими отметками 16 на выравнивающем шаблоне 15. Следовательно, инструмент 14 может быть использован для определения положения центра повреждения и измерения области ремонта на композитной структуре. При отсутствии правильного выравнивания листов 20a-20e для измерения размера повреждения относительно выравнивающего шаблона 15 отверстия 22 для проверки выравнивания в листах 20a-20e для измерения размера повреждения не совпадают с соответствующими выравнивающими отметками 16 на выравнивающем шаблоне 15, и инструмент 14 может быть заменен перед инициированием способа определения положения и измерения области ремонта.

Выравнивающий шаблон 15 из инструмента 14 может затем быть установлен впритык к поверхности области ремонта (не показана) композитной структуры. Вся область ремонта должна быть видима через отверстие 17 ремонтной заплаты плюс пограничная полоса из выравнивающего шаблона 15 и через отверстия 23 для измерения размера повреждения в соответствующем листе 20a-20e для измерения размера повреждения. В некоторых применениях область ремонта может включать линейную царапину или почти круговую вмятину. В других случаях область ремонта может представлять собой нерегулярную геометрическую форму. Область повреждения должна быть размещена по центру внутри экспонированного отверстия 17 (площадь ремонтной заплаты плюс пограничная полоса) таким образом, чтобы область ремонта находилась на одинаковом или однородном расстоянии от периметра отверстия 17 (площадь ремонтной заплаты плюс пограничная полоса).

В том случае, когда область ремонта не попадает целиком внутрь отверстия 23 для измерения размера повреждения в самом верхнем листе 20 для измерения размера повреждения (что соответствует пятому листу 20е для измерения размера повреждения на фиг.3), этот пятый лист 20е для измерения размера повреждения может быть снят с четвертого листа 20d для измерения размера повреждения таким образом, что листы с первого листа 20а для измерения размера повреждения до четвертого листа 20d для измерения размера повреждения оставлены на выравнивающем шаблоне 15, как показано на фиг.8. В том случае, когда область ремонта не попадает целиком внутрь отверстия 23 для измерения размера повреждения в четвертом листе 20d для измерения размера повреждения, этот четвертый лист 20d для измерения размера повреждения может быть снят с третьего листа 20c для измерения размера повреждения, как показано на фиг.9. Та же самая последовательность операций может быть выполнена относительно третьего листа 20c для измерения размера повреждения, второго листа 20b для измерения размера повреждения и первого листа 20a для измерения размера повреждения, пока область ремонта не будет размещена по центру отверстия 23 для измерения размера повреждения из одного из листов 20a-20e для измерения размера повреждения. Отверстие 23 для измерения размера повреждения в первом листе 20a для измерения размера повреждения может соответствовать максимально допустимому размеру области ремонта, обеспечивающему возможность использования быстрого ремонта композитной структуры посредством ремонтной заплаты. Обеспечена возможность удаления листов 20a-20e для измерения размера повреждения из выравнивающего шаблона 15 и отделения их друг от друга посредством захвата и вытягивания выступов 21 для удаления листа. Эта последовательность операций показана на фиг.16.

После того, как область ремонта согласована и размещена по центру через отверстие 23 для измерения размера повреждения в одном из листов 20a-20e для измерения размера повреждения, выравнивающий шаблон 15 может быть прикреплен к поверхности области ремонта на композитной структуре посредством ленты (не показана) или другого подходящего способа прикрепления. Как показано на чертежах, вследствие наличия усеченных углов 24 на листах 20a-20e для измерения размера повреждения, углы 15а выравнивающего шаблона 15 могут оставаться открытыми, что облегчает прикрепление лентой углов выравнивающего шаблона 15 к поверхности ремонта. После прикрепления выравнивающего шаблона 15 к поверхности ремонта остающийся лист или листы 20a-20e для измерения размера повреждения могут быть отделены от выравнивающего шаблона 15. Затем выравнивающий шаблон 15 может быть прикреплен вдоль его периметра к поверхности ремонта посредством дополнительной ленты (не показана). В другом примере реализации выравнивающего шаблона 15 листы 20 для измерения размера повреждения выполнены утопленными и могут быть немного меньше выравнивающего шаблона 15 по меньшей мере с одного края с возможностью прикрепления посредством ленты и последующего удаления листа для измерения размера повреждения.

После прикрепления выравнивающего шаблона 15 к поверхности ремонта и отделения остающегося листа или листов 20a-20e для измерения размера повреждения от выравнивающего шаблона 15 область ремонта остается видимой через отверстие 17 для измерения размера повреждения из выравнивающего шаблона 15 и может соответствовать области удаления краски и нанесения клея для нанесения заплаты для быстрого ремонта композитной структуры (не показана). Периметр 18 покрывающей заплаты на выравнивающем шаблоне 15 может указывать на область покрытия покрывающей заплатой. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения периметр 18 покрывающей заплаты может содержать щели, проходящие через выравнивающий шаблон 15 и выполненные с возможностью использования в качестве направляющей для пера или маркера при проведении линии на поверхности ремонта. Затем выравнивающий шаблон 15 может быть временно удален с поверхности ремонта. Линия, проведенная посредством пера или маркера, остается на поверхности ремонта и соответствует периметру 18 покрывающей заплаты на выравнивающем шаблоне 15, служа в качестве направляющей линии при приложении покрывающей заплаты к области ремонта. Краска может быть удалена с поверхности ремонта посредством пескоструйной обработки поверхности ремонта в пределах отмеченного или нарисованного круга на поверхности ремонта.

Затем выравнивающий шаблон 15 можно повторно приложить к поверхности ремонта и использовать в качестве шаблона для нанесения клея на область ремонта. Линия, проведенная на поверхности ремонта, может облегчать повторное выравнивание выравнивающего шаблона 15 относительно области ремонта на поверхности ремонта. Клей (не показан) может затем быть нанесен на обработанную песком поверхность ремонта в пределах диаметра отверстия 17 для измерения размера повреждения из выравнивающего шаблона 15, после чего покрывающая заплата может быть приклеена к поверхности посредством клея, причем клей может быть подвергнут отверждению посредством способов отверждения, известных специалистам в данной области техники.

На фиг.15 показана блок-схема 1500 иллюстративного варианта реализации способа быстрого ремонта композитной структуры. На стадии 1502 может быть выполнен инструмент в виде шаблона для быстрого ремонта композитной структуры, содержащий корпус инструмента, край с радиусом выпуклости, край с радиусом вогнутости и край с линейкой, причем отметки линейки выполнены на корпусе инструмента. На стадии 1504 край с радиусом выпуклости или край с радиусом вогнутости корпуса инструмента могут быть размещены впритык к вогнутой поверхности ремонта или выпуклой поверхности ремонта, соответственно. На стадии 1506 последовательность операций ремонта может быть продолжена при согласовании вогнутой поверхности ремонта с контуром края с радиусом выпуклости, или при согласовании выпуклой поверхности ремонта с контуром края с радиусом вогнутости, соответственно, корпуса инструмента. На стадии 1508 последовательность операций ремонта может быть прекращена в случае, когда поверхность ремонта меньше края с радиусом выпуклости или края с радиусом вогнутости корпуса инструмента. На стадии 1510 область ремонта может быть подвергнута пескоструйной обработке. На стадии 1512 клей может быть нанесен на область ремонта. На стадии 1514 ремонтная заплата может быть нанесена на клей. На стадии 1516 происходит затвердевание клея.

На фиг.16 показана блок-схема 1600 альтернативного иллюстративного варианта реализации способа быстрого ремонта композитной структуры. На стадии 1602 может быть выполнен инструмент в виде шаблона при быстром ремонте композитной структуры, содержащий выравнивающий шаблон с отверстием для измерения размера повреждения и листами для измерения размера повреждения на выравнивающем шаблоне. Листы для измерения размера повреждения содержат отверстия для измерения размера повреждения со все меньшим радиусом. На стадии 1604 может быть проверено выравнивание листов для измерения размера повреждения с выравнивающим шаблоном. На стадии 1606 выравнивающий шаблон может быть установлен впритык к поверхности ремонта. На стадии 1608 область ремонта на поверхности ремонта может быть видима через отверстия для измерения размера повреждения. На стадии 1610 повреждение расположено по центру отверстия листов для измерения размера повреждения, и возникает вопрос, достаточно ли отверстия для измерения размера повреждения в листе для измерения размера повреждения для размещения всей области ремонта. При положительном ответе происходит переход на стадию 1612. При отрицательном ответе происходит переход на стадию 1611, где возникает вопрос «представляет ли собой данный лист для измерения размера повреждения самый большой лист или соответствует ли он максимально разрешенному размеру повреждения?». При положительном ответе происходит переход на стадию 1615 и останов (поскольку такое большое повреждение не разрешено). При положительном ответе на вопрос стадии 1611 происходит переход на стадию 1613 с целью удаления текущего листа для измерения размера повреждения и использования следующего листа с большим отверстием для измерения размера повреждения с последующим переходом на стадию 1608. На стадии 1612 выравнивающий шаблон может быть прикреплен к поверхности ремонта. На стадии 1614 остающиеся листы для измерения размера повреждения могут быть удалены из выравнивающего шаблона. На стадии 1616 происходит пескоструйная обработка области ремонта. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения периметр покрывающей заплаты может быть выполнен на выравнивающем шаблоне, поверхность ремонта может быть промаркирована посредством этого периметра покрывающей заплаты, и выравнивающий шаблон может быть удален с поверхности ремонта до пескоструйной обработки области ремонта. На стадии 1618 выравнивающий шаблон может быть заменен на поверхности ремонта, и клей может быть нанесен на область ремонта при использовании выравнивающего шаблона в качестве шаблона. На стадии 1620 ремонтная заплата может быть нанесена на клей. На стадии 1622 происходит затвердевание клея.

На фиг.17 и 18 показаны варианты раскрытия изобретения в контексте способа 78 изготовления и обслуживания самолета (как показано на фиг.17) и структуры самолета 94 (как показано на фиг.18). На стадии подготовки к изготовлению принимаемый в качестве образца способ 78 может включать спецификацию и проектирование 80 самолета 94 и приобретение материалов 82. На стадии изготовления имеют место производство 84 компонентов и субузлов и интеграция 86 системы самолета 94. После этого самолет 94 может пройти через стадию 88 сертификации и поставки перед вводом в эксплуатацию. При эксплуатации пользователем самолет 94 может подпадать под регламентное техобслуживание и текущий ремонт 92 (сюда также могут входить модификация, реконфигурация, восстановление и так далее).

Каждая из последовательностей операций в способе 78 может быть выполнена системным интегратором, третьим лицом и/или оператором (например, клиентом). Для целей этого описания системный интегратор может без ограничения содержать любое количество производителей авиационной техники и субподрядчиков основных систем; третье лицо может без ограничения включать любое количество продавцов, субподрядчиков и поставщиков; а оператор может представлять собой авиакомпанию, лизинговую компанию, военное подразделение, обслуживающую организацию и так далее.

Как показано на фиг.18, самолет 94, произведенный принимаемым в качестве образца способом 78, может содержать корпус 98 самолета с несколькими системами 96 и внутренней частью 100. Примеры систем 96 высокого уровня включают одну двигательную установку 102 или несколько таких установок, электрическую систему 104, гидравлическую систему 106 и экологическую систему 108. Может иметь место любое количество других систем. Хотя показан пример, относящийся к аэрокосмической промышленности, принципы изобретения могут быть приложены к другим отраслям промышленности, например, к автомобильной промышленности.

Осуществленное здесь устройство может быть использовано в ходе любой из стадий способа 78 изготовления и обслуживания или в ходе нескольких таких стадий. Например, узлы или подблоки, соответствующие последовательности 84 операций производства, могут быть изготовлены или обработаны способом, аналогичным способу производства компонент или подблоков, произведенных при нахождении самолета 94 в эксплуатации. Кроме того, один или несколько вариантов реализации устройства могут быть использованы на стадиях 84 и 86 производства, приводя, например, к существенному ускорению сборки или сокращению стоимости самолета 94. Точно так же один или несколько вариантов реализации устройства могут быть использованы при нахождении самолета 94 в эксплуатации, например и без ограничения, для техобслуживания и текущего ремонта 92.

Хотя были описаны определенные варианты реализации изобретения, следует иметь ввиду, что эти конкретные примеры реализации приведены лишь для целей иллюстрации и не предназначены для какого-либо ограничения, поскольку другие варианты очевидны для специалистов в данной области техники.

Альтернативные варианты настоящего изобретения могут быть сформулированы следующим образом:

А1. Инструмент в виде шаблона для ремонта композитной структуры, содержащий

корпус инструмента,

край с радиусом выпуклости на корпусе инструмента, и

край с радиусом вогнутости на корпусе инструмента.

А2. Инструмент для ремонта композитной структуры по п.А1, дополнительно содержащий

край с линейкой на корпусе инструмента и

деления линейки на корпусе инструмента вдоль края с линейкой.

А3. Инструмент для ремонта композитной структуры по п.А2, в котором

корпус инструмента выполнен в целом треугольным.

А4. Инструмент для ремонта композитной структуры по п.А3, дополнительно содержащий

угол, соединяющий край с радиусом выпуклости и край с радиусом вогнутости.

А5. Инструмент для ремонта композитной структуры по п.А3, дополнительно содержащий

угол, соединяющий край с радиусом вогнутости и край с линейкой.

А6. Инструмент для ремонта композитной структуры по п.А3, дополнительно содержащий

угол, соединяющий край с линейкой и край с радиусом выпуклости.

А7. Инструмент для ремонта композитной структуры по п.А3, дополнительно содержащий

первый угол, соединяющий край с радиусом выпуклости и край с радиусом вогнутости,

второй угол, соединяющий край с радиусом вогнутости и край с линейкой и

третий угол, соединяющий край с линейкой и край с радиусом выпуклости.

А8. Инструмент для ремонта композитной структуры по п.А3, дополнительно содержащий

угол с вырезом, соединяющий край с радиусом выпуклости и край с радиусом вогнутости и

усеченный угол, соединяющий край с линейкой и край с радиусом выпуклости.

А9. Инструмент для ремонта композитной структуры, содержащий

выравнивающий шаблон, содержащий

отверстие для измерения размера повреждения

листы для измерения размера повреждения, размещенные на выравнивающем шаблоне и содержащие

концентрические отверстия для измерения размера повреждения, соответственно совпадающие с отверстием для измерения размера повреждения в выравнивающем шаблоне, причем

происходит последовательное уменьшение диаметра отверстий для измерения размера повреждения начиная от выравнивающего шаблона до листов для измерения размера повреждения, соответственно.

А10. Инструмент для ремонта композитной структуры по п.А9, дополнительно содержащий

по меньшей мере одну метку выравнивания на выравнивающем шаблоне и

по меньшей мере одно отверстие для проверки выравнивания на каждом листе для измерения размера повреждения и для совпадения с меткой выравнивания.

А11. Инструмент для ремонта композитной структуры по п.А10, в котором

по меньшей мере одна метка выравнивания представляет собой по меньшей мере одну цветную точку.

А12. Инструмент для ремонта композитной структуры по п.А9, дополнительно содержащий

выступы для удаления листа на листах для измерения размера повреждения, соответственно.

А13. Инструмент для ремонта композитной структуры по п.А9, в котором

происходит последовательное уменьшение размера листа для измерения размера повреждения начиная с выравнивающего шаблона.

А14. Инструмент для ремонта композитной структуры по п.А9, в котором

по меньшей один из листов для измерения размера повреждения содержит усеченные углы.

А15. Инструмент для ремонта композитной структуры по п.А9, в котором

листы для измерения размера повреждения выполнены утопленными и меньшими выравнивающего шаблона по меньшей мере с одного края с возможностью прикрепления выравнивающего шаблона к структуре, что позволяет выполнить последующее удаление листов для измерения размера повреждения.

А16. Инструмент для ремонта композитной структуры по п.А9, в котором

указанные листы для измерения размера повреждения временно отодвинуты, но оставлены прикрепленными на поверхности ремонта во время по меньшей мере одного события, выбранного из группы, состоящей из операций пескоструйной обработки, нанесения клея и его отверждения.

А17. Инструмент для ремонта композитной структуры по п.А9, в котором

отверстие для измерения размера повреждения в нижнем листе для измерения размера повреждения определяет максимально допустимый размер повреждения.

А18. Способ ремонта композитной структуры, включающий

выполнение инструмента в виде шаблона, используемого при ремонте композитной структуры, содержащего корпус инструмента с краем с радиусом выпуклости и краем с радиусом вогнутости,

установку одного края из края с радиусом выпуклости и края с радиусом вогнутости на корпусе инструмента впритык к поверхности ремонта и

инициирование процесса ремонта, если контур поверхности ремонта согласован с одним из краев из края с радиусом выпуклости и края с радиусом вогнутости корпуса инструмента.

А19. Способ по п.А18, в котором

инициирование процесса ремонта включает пескоструйную обработку области ремонта, наложение клея на область ремонта, наложение ремонтной заплаты на клей и отверждение клея.

А20. Способ по п.А18, в котором

выполнение инструмента в виде шаблона для ремонта композитной структуры, содержащего корпус инструмента, включает

выполнение инструмента в виде шаблона для ремонта композитной структуры, содержащего

корпус инструмента с краем с линейкой и делениями линейки вдоль края линейки, и

последующее выполнение измерения по меньшей мере одной величины из местоположения и размера области ремонта посредством делений линейки.

А21. Способ по п.А18, в котором

выполнение инструмента в виде шаблона для ремонта композитной структуры, содержащего корпус инструмента, включает

выполнение инструмента в виде шаблона для ремонта композитной структуры, содержащего

корпус инструмента, содержащий

угол с вырезом между краем с радиусом выпуклости и краем с радиусом вогнутости и

усеченный угол между краем с линейкой и краем с радиусом выпуклости.

А22. Способ по п.А18, в котором

размещение одного края из края с радиусом выпуклости и края с радиусом вогнутости корпуса инструмента впритык к поверхности ремонта включает

размещение края с радиусом выпуклости впритык к поверхности ремонта.

А23. Способ по п.А18, в котором

размещение одного края из края с радиусом выпуклости и края с радиусом вогнутости корпуса инструмента впритык к поверхности ремонта включает

размещение края с радиусом вогнутости впритык к поверхности ремонта.

А24. Способ ремонта композитной структуры, включающий

выполнение инструмента в виде шаблона, используемого при быстром ремонте композитной структуры, содержащего

выравнивающий шаблон с отверстием для измерения размера повреждения и листами для измерения размера повреждения на выравнивающем шаблоне с постепенно уменьшающимися отверстиями для измерения размера повреждения, выровненными с отверстием для измерения размера повреждения выравнивающего шаблона,

размещение выравнивающего шаблона впритык к поверхности ремонта,

последовательное удаление листов для измерения размера повреждения из выравнивающего шаблона, пока область повреждения на поверхности ремонта не окажется расположенной и отцентрованной вокруг указанного отверстия по меньшей мере одного листа для измерения размера повреждения, и

ремонт области ремонта.

А25. Способ по п.А24, дополнительно включающий

операцию прикрепления выравнивающего шаблона впритык к поверхности ремонта.

А26. Способ ремонта композитной структуры, включающий

выполнение инструмента в виде шаблона, используемого при ремонте композитной структуры и содержащего

корпус инструмента с краем с радиусом выпуклости и краем с радиусом вогнутости,

размещение одного края из края с радиусом выпуклости и края с радиусом вогнутости корпуса инструмента впритык к поверхности ремонта, и

инициирование процесса ремонта, если радиус контура поверхности ремонта превышает радиус одного края из края с радиусом выпуклости и края с радиусом вогнутости корпуса инструмента.

Изобретение относится к способам и инструменту для ремонта композитной структуры. Инструмент содержит выравнивающий шаблон, содержащий отверстие для измерения размера повреждения. Листы для измерения размера повреждения размещены на выравнивающем шаблоне и содержат концентрические отверстия для измерения размера повреждения, соответственно совпадающие с отверстием для измерения размера повреждения в выравнивающем шаблоне. Отверстия для измерения размера повреждения последовательно уменьшаются в диаметре, начиная от выравнивающего шаблона, от листа к листу для измерения размера повреждения. Изобретение обеспечивает повышение скорости и качества ремонта изделий. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 20 ил.

1. Инструмент для ремонта композитной структуры, содержащий
выравнивающий шаблон (15), содержащий отверстие для измерения размера повреждения,
листы (20a-20e) для измерения размера повреждения, размещенные на выравнивающем шаблоне (15) и содержащие концентрические отверстия для измерения размера повреждения, соответственно совпадающие с отверстием для измерения размера повреждения в выравнивающем шаблоне (15), причем
отверстия (23) для измерения размера повреждения последовательно уменьшаются в диаметре, начиная от выравнивающего шаблона, от листа к листу для измерения размера повреждения соответственно.

2. Инструмент для ремонта композитной структуры по п.1, дополнительно содержащий
по меньшей мере одну метку выравнивания на выравнивающем шаблоне и
по меньшей мере одно отверстие для проверки выравнивания на каждом листе (20a-20e) для измерения размера повреждения и совпадения с меткой выравнивания.

3. Инструмент для ремонта композитной структуры по п.2, в котором по меньшей мере одна метка (16) выравнивания содержит по меньшей мере одну цветную точку.

4. Инструмент для ремонта композитной структуры по п.1, дополнительно содержащий выступы (21) для удаления листа на листах для измерения размера повреждения соответственно.

5. Инструмент для ремонта композитной структуры по п.1, в котором размер листов (20a-20e) для измерения размера повреждения последовательно уменьшается, начиная с выравнивающего шаблона.

6. Инструмент для ремонта композитной структуры по п.1, в котором по меньшей один из листов для измерения размера повреждения содержит усеченные углы.

7. Инструмент для ремонта композитной структуры по п.1, в котором листы для измерения размера повреждения выполнены утопленными и меньшими выравнивающего шаблона по меньшей мере с одного края с возможностью прикрепления выравнивающего шаблона к структуре, что позволяет выполнить последующее удаление листов для измерения размера повреждения.

8. Инструмент для ремонта композитной структуры по п.1, в котором листы для измерения размера повреждения временно отодвинуты, но оставлены прикрепленными на поверхности ремонта во время по меньшей мере одного события, выбранного из группы, состоящей из операций пескоструйной обработки, нанесения клея и его отверждения.

9. Инструмент для ремонта композитной структуры по п.1, в котором отверстие для измерения размера повреждения в нижнем листе для измерения размера повреждения определяет максимально допустимый размер повреждения.

10. Способ ремонта композитной структуры, включающий
выполнение инструмента в виде шаблона, используемого при быстром ремонте композитной структуры, содержащего
выравнивающий шаблон с отверстием для измерения размера повреждения и листами (20a-20e) для измерения размера повреждения на выравнивающем шаблоне с постепенно уменьшающимися отверстиями для измерения размера повреждения, выровненными с отверстием для измерения размера повреждения выравнивающего шаблона,
размещение выравнивающего шаблона впритык к поверхности ремонта,
последовательное удаление листов для измерения размера повреждения из выравнивающего шаблона, пока область повреждения на поверхности ремонта не окажется расположенной и отцентрованной вокруг указанного отверстия по меньшей мере одного листа для измерения размера повреждения, и ремонт области ремонта.

11. Способ по п.10, дополнительно включающий операцию прикрепления выравнивающего шаблона (15) впритык к поверхности ремонта.

12. Способ ремонта композитной структуры, включающий
выполнение инструмента в виде шаблона, используемого при ремонте композитной структуры и содержащего корпус инструмента с краем (3) с радиусом выпуклости и краем (4) с радиусом вогнутости,
размещение одного края из края с радиусом выпуклости и края с радиусом вогнутости корпуса инструмента (2) впритык к поверхности ремонта и
инициирование процесса ремонта, если радиус контура поверхности ремонта превышает радиус одного края из края с радиусом выпуклости и края с радиусом вогнутости корпуса инструмента.