СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРИБОРНОГО КОНИЧЕСКОГО ОТСЕКА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ И ПРИБОРНЫЙ КОНИЧЕСКИЙ ОТСЕК ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ Российский патент 2016 года по МПК B29D23/00 B64D43/00 

Изобретения относятся к области машиностроения, в частности к оболочечным конструкциям из полимерных композиционных материалов, и может быть использовано при создании корпусов и отсеков летательных аппаратов, применяемых в ракетной и авиационной технике.

Известна сетчатая оболочечная конструкция по а.с. СССР №1620761, F16L 9/12, 1991 г.

Известна сетчатая оболочечная конструкция по патенту RU №2169306 С2, МПК⁷ F16L 9/12 от 06.09.99 г.

Известна сетчатая оболочка из композиционных материалов конической формы, образованная множеством пересекающихся спиральных и кольцевых ребер из перекрещивающихся лент из однонаправленных нитей, скрепленных полимерным связующим, в которой спиральные и кольцевые ребра имеют элементы из мелкоячеистого материала (патент РФ 2107622, МПК⁶ В32В 3/12, 1998).

Известна сетчатая оболочка из композиционных материалов конической формы, образованная множеством пересекающихся спиральных и кольцевых ребер из перекрещивающихся лент из однонаправленных нитей, скрепленных полимерным связующим по патенту RU №2153419 С1, МПК⁷ F16L 9/12 от 10.03.99 г.

Известен адаптер в виде сетчатой оболочки из композиционных материалов конической формы, образованный множеством пересекающихся спиральных и кольцевых ребер из слоев перекрещивающихся лент с соответственно ориентированными в них однонаправленными высокомодульными нитями, скрепленных полимерным связующим (патент РФ 2083371, МПК⁶ В32В 3/12, 1997).

Известен адаптер в виде сетчатой оболочки из композиционных материалов конической формы, выполненный из пересекающихся лент (патент США 3940891, НКИ 52-82, 1976).

Известен адаптер в виде сетчатой оболочки из композиционных материалов конической формы, образованный множеством пересекающихся спиральных и кольцевых ребер из слоев перекрещивающихся лент с соответственно ориентированными в них однонаправленными высокомодульными нитями, скрепленных полимерным связующим, с усилением спиральных ребер в локальных зонах, по патенту RU №2148496 С2, МПК⁷ В32В 3/12 от 19.07.1999 г.

Известна сетчатая оболочка по патенту RU №2312790 С1 от 14.06.2006, МПК⁷ В64С 1/00.

Известен адаптер в виде сетчатой оболочки вращения конической формы из полимерных композиционных материалов по патенту RU №2189907 С2, МПК⁷ В32В 3/12 от 26.06.2000 г., содержащий верхнюю и нижнюю кольцевые полки с множеством пересекающихся спиральных, обоих направлений, и кольцевых ребер из однонаправленных полимерных волокон.

Известен адаптер в виде сетчатой оболочки конической формы из полимерных композиционных материалов по патенту RU 2350818 С1 от 04.04.2007, МПК⁷ В32В 3/12, содержащий верхнюю и нижнюю кольцевые полки с множеством пересекающихся спиральных, обоих направлений, и кольцевых ребер из однонаправленных полимерных волокон.

Известен отсек летательного аппарата из полимерных композитов и способ его изготовления по патенту RU 2099194 С1 от 01.12.95 г. В29D 23/00.

Недостатками известного способа изготовления отсека является низкая технологичность способа из-за низкой технологичности укладки на оправку материала внутренней оболочки с его сползанием с конической поверхности, из-за низкой технологичности укладки пенопластового слоя, из-за низкой технологичности намотки сетчатой оболочки с заполнением ячеек, предусматривающей использование различного оборудования со сложным программным обеспечением, из-за низкой технологичности укладки последующего слоя пенопласта, из-за низкой технологичности удаления технологического слоя, также недостатком является низкое качество изделия из-за низкой надежности соединения отсека с соседними отсеками, из-за неудовлетворительных тактико-технических характеристик, в частности низкой степени защиты внутренней полости от электромагнитного излучения и низких аэродинамических характеристик, из-за низкого предела устойчивости ребер сетки без ограничения их изгибных деформаций, из-за низкой несущей способности оболочек, а также из-за низкой степени термозащиты от нагрева наружной поверхности аэродинамическим трением полости отсека и припоя контактов экранирующего слоя.

Недостатками известного отсека является низкая надежность его работы из-за низкой надежности соединения отсека с соседними отсеками, из-за неудовлетворительных тактико-технических характеристик, в частности низкой степени защиты внутренней полости от электромагнитного излучения и низких аэродинамических характеристик, из-за низкого предела устойчивости ребер сетки без ограничения их изгибных деформаций, из-за низкой несущей способности оболочек, а также из-за низкой степени термозащиты от нагрева наружной поверхности аэродинамическим трением полости отсека и припоя контактов экранирующего слоя, кроме того, недостатком является низкая технологичность конструкции.

Известные отсеки и способы их изготовления определяют общий уровень техники и не являются особо релевантными, поэтому предлагаемыми решениями устраняются недостатки общего известного уровня техники.

Технической задачей, на решение которой направлены заявляемые изобретения, является создание технологичной конструкции отсека с повышенной надежностью его работы.

Технический результат для способа, который может быть достигнут при решении поставленной задачи, заключается в повышении технологичности способа за счет повышения технологичности укладки на оправку материала внутренней оболочки без его сползания с конической поверхности благодаря липкому технологическому слою, за счет повышения технологичности укладки пенопластового слоя с упором и деформацией по заданной конфигурации плоских пластин оптимальных размеров, за счет повышения технологичности намотки сетчатой оболочки механизированных способом с унификацией оборудования и упрощением программного обеспечения, за счет повышения технологичности укладки последующего слоя пенопласта, за счет повышения технологичности удаления технологического слоя, также технический результат направлен на повышение качества изделия за счет повышения надежности соединения отсека с соседними отсеками, за счет улучшения его тактико-технических характеристик, в частности повышения степени защиты внутренней полости от электромагнитного излучения и улучшения его аэродинамических характеристик, за счет повышения предела устойчивости ребер сетки при ограничении изгибных деформаций этих ребер, за счет повышения несущей способности оболочек, а также за счет повышения степени термозащиты от нагрева наружной поверхности аэродинамическим трением полости отсека и припоя контактов экранирующего слоя.

Технический результат для устройства, который может быть достигнут при решении поставленной задачи, заключается в повышении надежности его работы за счет повышения надежности соединения отсека с соседними отсеками, за счет улучшения его тактико-технических характеристик, в частности повышения степени защиты внутренней полости от электромагнитного излучения и улучшения его аэродинамических характеристик, за счет повышения предела устойчивости ребер сетки при ограничении изгибных деформаций этих ребер, за счет повышения несущей способности оболочек, а также за счет повышения степени термозащиты от нагрева наружной поверхности аэродинамическим трением полости отсека и припоя контактов экранирующего слоя, кроме того, технический результат заключается в повышении технологичности конструкции.

Поставленная задача с достижением технического результата решается тем, что способ изготовления приборного конического отсека летательного аппарата из полимерных композитов, при котором на конической оправке с цилиндрическими концами формируют внутреннюю оболочку, промежуточный слой и наружную оболочку, при этом для формирования внутренней оболочки на оправку наматывают спиральные технологические витки липкой двухсторонней стеклопластиковой ленты, на которую с нахлестом укладывают сектора предварительно пропитанной арамидной ткани, прижимая их края на цилиндрических концах оправки предварительно пропитанной арамидной лентой и создавая ступеньку на меньшем цилиндре, для формирования промежуточного слоя с упором в эту ступеньку укладывают встык сектора из пластин пенопласта, предварительно обжимая их сначала технологическими кольцами из резиновых жгутов, затем слоями технологической рубашки из термоусадочных волокон удаляя резиновые жгуты, после первой термообработки удаляют технологическую рубашку и по специальной программе в пенопласте фрезеруют спиральные и кольцевые канавки, удаляют остатки пенопласта на дне канавок, вырезают проемы для закладных, наматывают в канавки спиральные и кольцевые ребра сетчатой структуры, укладывая салфетки закладных и материал торцевых шпангоутов, наматывают сплошные спирально-кольцевые витки средней оболочки и обжимают технологической рубашкой, после второй термообработки удаляют технологическую рубашку и укладывают экранирующую сетку с лужеными припоем участками для контактов, далее предварительно пропитанной арамидной лентой подматывают торцевые шпангоуты, враспор между шпангоутами укладывают, аналогично первому, второй термозащитный слой пенопласта, обжимают технологической рубашкой, после третьей термообработки удаляют технологическую рубашку и протачивают шпангоуты заподлицо наружной поверхности второго пенопластового слоя, для формирования наружной оболочки наматывают сплошные спирально-кольцевые витки, обжимают технологической рубашкой из тканой ленты и термоусадочных волокон, после четвертой термообработки удаляют технологическую рубашку и наносят наружные термозащитные слои. При намотке на оправку технологических спиральных витков липкой ленты, ее конец со стороны большого диаметра выпускают за пределы зоны намотки. Для пластин пенопласта берут жесткий пенополиуретан, который при укладке предварительно деформируют обжатием резиновым жгутом по ширине в обечайки с частичным прилеганием к сопрягаемым поверхностям и окончательно деформируют обжатием технологической рубашкой при термообработке с полным прилеганием, при этом сектора из пластин выполняют с соотношением размеров средней ширины к толщине как 35-45:1. Наружные термозащитные слои наносят послойно, толщиной каждого слоя (0,2-0,4) мм в количестве 6-10-ти слоев с индивидуальной термообработкой каждого слоя, при этом для слоев используют вспененную композицию на основе каучука силоксанового.

Поставленная задача с достижением технического результата для устройства решается тем, что приборный конический отсек летательного аппарата из полимерных композитов, содержащий коническую внутреннюю оболочку с цилиндрическими участками на концах, торцевые шпангоуты, промежуточный слой и наружную оболочку, причем внутренняя оболочка выполнена из секторов предварительно пропитанной арамидной ткани, уложенных внахлест, промежуточный слой выполнен многослойным, содержащим внутренний заполненный пенопластом слой сетчатой структуры из угольного жгута, сплошные спирально-кольцевые витки из арамидного жгута средней оболочки, слой из экранирующей сетки, снабженной лужеными припоем участками для контактов, и термозащитный слой пенопласта, при этом наружная оболочка выполнена из сплошных спирально-кольцевых витков арамидного жгута, а шпангоуты выполнены многослойными из арамидной ленты, арамидного и угольного жгутов, экранирующей сетки, витков арамидного жгута средней оболочки и из арамидной ленты с конической наружной поверхностью с конусностью, общей для всего отсека, кроме того наружная поверхность отсека покрыта термозащитными слоями суммарной толщиной (1,2-4,0) мм. Наружные термозащитные слои выполнены из вспененной композиции на основе каучука силоксанового.

Отличительными признаками способа являются следующие признаки:

- на оправку наматывают спиральные технологические витки липкой двухсторонней стеклопластиковой ленты - признаки существенные, предусматривают наличие новых операций и новую последовательность их выполнения, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение технологичности способа за счет повышения технологичности укладки на оправку материала внутренней оболочки с его прилипанием к ленте;

- с нахлестом укладывают сектора предварительно пропитанной арамидной ткани, прижимая их края на цилиндрических концах оправки предварительно пропитанной арамидной лентой - признаки существенные, предусматривают наличие новых операций и новую последовательность их выполнения, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение технологичности способа за счет повышения технологичности укладки на оправку материала внутренней оболочки без его сползания с конической поверхности;

- создавая ступеньку на меньшем цилиндре - признак существенный, предусматривает наличие новой операции, направлен на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение технологичности способа за счет повышения технологичности укладки пенопластового слоя;

- для формирования промежуточного слоя с упором в эту ступеньку укладывают встык сектора из пластин пенопласта, предварительно обжимая их сначала технологическими кольцами из резиновых жгутов, затем слоями технологической рубашки из термоусадочных волокон, удаляя резиновые жгуты - признаки существенные, предусматривают наличие новых операций и новую последовательность их выполнения, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение технологичности способа за счет повышения технологичности укладки пенопластового слоя с деформацией плоских пластин;

- по специальной программе в пенопласте фрезеруют спиральные и кольцевые канавки, удаляют остатки пенопласта на дне канавок, вырезают проемы для закладных, наматывают в канавки спиральные и кольцевые ребра сетчатой структуры, укладывая салфетки закладных и материал торцевых шпангоутов - признаки существенные, предусматривают наличие новых операций и новую последовательность их выполнения, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение технологичности способа за счет повышения технологичности намотки сетчатой оболочки, а также ее качества за счет повышения предела устойчивости ребер сетки при ограничении изгибных деформаций этих ребер;

- наматывают сплошные спирально-кольцевые витки средней оболочки - признаки существенные, предусматривают наличие новых операций и новую последовательность их выполнения, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение технологичности способа за счет повышения технологичности намотки средней оболочки механизированных способом с унификацией оборудования и повышения технологичности укладки последующих слоев, а также повышения качества изделия за счет повышения несущей способности средней оболочки;

- укладывают экранирующую сетку с лужеными припоем участками для контактов - признаки существенные, предусматривают наличие новых операций и новую последовательность их выполнения, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение качества изделия за счет улучшения его тактико-технических характеристик, в частности, повышения степени защиты внутренней полости от электромагнитного излучения;

- предварительно пропитанной арамидной лентой подматывают торцевые шпангоуты - признаки существенные, предусматривают наличие новых операций и новую последовательность их выполнения, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение технологичности способа за счет повышения технологичности укладки последующего слоя пенопласта, а также повышения качества изделия за счет повышения надежности соединения отсека с соседними отсеками;

- враспор между шпангоутами укладывают, аналогично первому, второй термозащитный слой пенопласта - признаки существенные, предусматривают наличие новых операций и новую последовательность их выполнения, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение технологичности способа за счет повышения технологичности укладки пенопластового слоя, а также повышения качества изделия за счет термозащиты от нагрева наружной поверхности аэродинамическим трением полости отсека и припоя контактов экранирующего слоя;

- протачивают шпангоуты заподлицо наружной поверхности второго пенопластового слоя - признаки существенные, предусматривают наличие новых операций и новую последовательность их выполнения, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение технологичности способа за счет повышения технологичности (упрощения программы) намотки последующих слоев, а также повышения качества изделия за счет улучшения его аэродинамических характеристик, кроме того технический результат заключается в повышении надежности соединения отсека с последующим отсеком за счет формирования пространства для размещения крепежных элементов (шпонок и болтов) максимальных несущих сечений;

- для формирования наружной оболочки наматывают сплошные спирально-кольцевые витки - признаки существенные, предусматривают наличие новых операций и новую последовательность их выполнения, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение технологичности способа за счет повышения технологичности (унификация оборудования) намотки, а также в повышении качества изделия за счет повышения несущей способности наружной оболочки;

- наносят наружные термозащитные слои - признак существенный, предусматривает наличие новой операции, направлен на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение качества изделия за счет повышения степени термозащиты полости отсека и припоя контактов экранирующего слоя;

- при намотке на оправку технологических спиральных витков липкой ленты, ее конец со стороны большого диаметра выпускают за пределы зоны намотки - признаки существенные, предусматривают наличие новых операций и новую последовательность их выполнения, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение технологичности способа за счет повышения технологичности удаления технологического слоя;

- для пластин пенопласта берут жесткий пенополиуретан, который при укладке предварительно деформируют обжатием резиновым жгутом по ширине в обечайки с частичным прилеганием к сопрягаемым поверхностям и окончательно деформируют обжатием технологической рубашкой при термообработке с полным прилеганием, при этом сектора из пластин выполняют с соотношением размеров средней ширины к толщине как 35-45:1 - признаки существенные, предусматривают наличие новых операций и новую последовательность их выполнения, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение технологичности способа за счет повышения технологичности укладки пенопластового слоя оптимальных размеров для возможности его деформации по заданной конфигурации;

- наружные термозащитные слои наносят послойно, толщиной каждого слоя (0,2-0,4) мм в количестве 6-10-ти слоев с индивидуальной термообработкой каждого слоя, при этом для слоев используют вспененную композицию на основе каучука силоксанового - признаки существенные, предусматривают наличие новых операций и новую последовательность их выполнения, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение технологичности нанесения слоев, например, напылением, а также на повышение качества изделия за счет повышения степени термозащиты полости отсека и припоя контактов экранирующего слоя.

Отличительными признаками устройства являются следующие признаки:

- внутренняя оболочка выполнена из секторов предварительно пропитанной арамидной ткани, уложенных внахлест - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов, новое взаимное расположение элементов, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата на повышение технологичности конструкции;

- промежуточный слой выполнен многослойным, содержащим внутренний заполненный пенопластом слой сетчатой структуры из угольного жгута, сплошные спирально-кольцевые витки из арамидного жгута средней оболочки - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов, новое взаимное расположение элементов, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата повышения несущей способности оболочек отсека за счет повышения предела устойчивости ребер сетки при ограничении изгибных деформаций этих ребер и прочности средней оболочки, а также повышения технологичности конструкции за счет повышения технологичности укладки последующих слоев;

- слой из экранирующей сетки, снабженной лужеными припоем участками для контактов - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов, новое взаимное расположение элементов, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата повышения надежности работы изделия за счет повышения степени его защиты от электромагнитного излучения;

- термозащитный слой пенопласта - признак существенный, предусматривает наличие нового элементов элемента, направлен на решение поставленной задачи с достижением технического результата повышения надежности работы изделия за счет повышения степени термозащиты полости отсека и припоя контактов экранирующего слоя от нагрева наружной поверхности аэродинамическим трением;

- наружная оболочка выполнена из сплошных спирально-кольцевых витков арамидного жгута - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата повышения надежности работы изделия за счет повышения несущей способности оболочки, а также повышения технологичности конструкции за счет унификации оборудования;

- шпангоуты выполнены многослойными из арамидной ленты, арамидного и угольного жгутов, экранирующей сетки, витков арамидного жгута средней оболочки и из арамидной ленты - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов, новое взаимное расположение элементов, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата повышения надежности работы изделия за счет повышения несущей способности соединений отсека, а также повышения технологичности конструкции за счет унификации оборудования;

- с конической наружной поверхностью с конусностью, общей для всего отсека - признаки существенные, предусматривают новую форму и новое соотношение размеров, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата улучшения аэродинамических характеристик;

- при этом наружная поверхность отсека покрыта термозащитными слоями суммарной толщиной (1,2-4,0) мм - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов и новое соотношение размеров, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата повышения степени термозащиты полости отсека и припоя контактов экранирующего слоя, а также технологичности конструкции за счет повышения технологичности нанесения слоев, например, напылением;

- наружные термозащитные слои выполнены из вспененной композиции на основе каучука силоксанового - признаки существенные, предусматривают обоснованное применение нового материала, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата повышения степени термозащиты полости отсека и припоя контактов экранирующего слоя.

Указанные отличительные признаки являются существенными, поскольку каждый в отдельности и все совместно направлены на решение поставленной задачи с достижением технических результатов. Использование единой совокупности существенных отличительных признаков в известных решениях не обнаружено, что характеризует соответствие технического решения критерию «новизна».

Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными обеспечивает решение поставленной задачи с достижением технических результатов и характеризует предложенные технические решения существенными отличиями по сравнению с известным уровнем техники и аналогами. Данные технические решения являются результатом научно-исследовательской и экспериментальной работы по повышению надежности работы отсеков летательных аппаратов и их технологичности без использования известных проектировочных решений, рекомендаций, материалов и обладают неочевидностью, что свидетельствует об их соответствии критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретений поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид отсека, на фиг. 2 - продольный разрез оправки при способе укладки внутренней оболочки и пенопластового слоя, на фиг. 3 - сечение ступеньки арамидной ленты, на фиг. 4 - общий вид сектора предварительно пропитанной арамидной ткани, на фиг. 5 - общий вид сектора из пластины пенопласта, на фиг. 6 - поперечный разрез оправки при способе укладки внутренней оболочки и пенопластового слоя с деформацией листов резиновым жгутом, на фиг. 7 - поперечный разрез оправки при способе укладки внутренней оболочки и пенопластового слоя с деформацией листов термоусадочными волокнами, на фиг. 8 - продольный разрез оправки при способе фрезеровки пенопластового слоя.

Способ изготовления приборного конического отсека 1 летательного аппарата из полимерных композитов, при котором на конической оправке 2 с цилиндрическими концами 3 формируют внутреннюю оболочку 4, промежуточный слой 5 и наружную оболочку 6.

Для формирования внутренней оболочки 4 на оправку наматывают спиральные технологические витки липкой двухсторонней стеклопластиковой ленты 7, на которую с нахлестом укладывают сектора предварительно пропитанной арамидной ткани 8, прижимая их края на цилиндрических концах 3 оправки 2 предварительно пропитанной арамидной лентой 9 и создавая ступеньку 10 на меньшем цилиндре.

Для формирования промежуточного слоя с упором в эту ступеньку 10 укладывают встык сектора из пластин 11 пенопласта 12, предварительно обжимая их сначала технологическими кольцами 13 из резиновых жгутов, затем слоями технологической рубашки 14 из термоусадочных волокон, удаляя резиновые жгуты 13.

После первой термообработки удаляют технологическую рубашку 14 и по специальной программе в пенопласте 12 фрезеруют спиральные 15 и кольцевые 16 канавки, удаляют остатки пенопласта на дне канавок, вырезают проемы 17 для закладных 18, наматывают в канавки 15, 16 спиральные 19 и кольцевые 20 ребра сетчатой структуры, укладывая салфетки закладных 18 и материал торцевых шпангоутов 21, наматывают сплошные спирально-кольцевые витки средней оболочки 22 и обжимают технологической рубашкой.

После второй термообработки удаляют технологическую рубашку и укладывают экранирующую сетку 23 с лужеными припоем 24 участками для контактов, далее предварительно пропитанной арамидной лентой подматывают 25 торцевые шпангоуты, враспор между шпангоутами укладывают, аналогично первому, второй термозащитный слой 26 пенопласта, обжимают технологической рубашкой.

После третьей термообработки удаляют технологическую рубашку и протачивают 27 подмот шпангоутов 25 заподлицо наружной поверхности второго пенопластового слоя 26, для формирования наружной оболочки 6 наматывают сплошные спирально-кольцевые витки 28, обжимают технологической рубашкой из тканой ленты и термоусадочных волокон, после четвертой термообработки удаляют технологическую рубашку и наносят наружные термозащитные слои 29.

При намотке на оправку технологических спиральных витков 7 липкой ленты, ее конец 30 со стороны большого диаметра выпускают за пределы зоны намотки.

Для пластин 11 пенопласта 12 берут жесткий пенополиуретан, который при укладке предварительно деформируют обжатием резиновым жгутом 13 по ширине в обечайки с частичным прилеганием 31 к сопрягаемым поверхностям и окончательно деформируют обжатием технологической рубашкой 14 при термообработке с полным прилеганием 32, при этом сектора из пластин 11 выполняют с соотношением размеров средней ширины 33 к толщине 34 как 35-45:1.

Наружные термозащитные слои 29 наносят послойно, толщиной каждого слоя (0,2-0,4) мм в количестве 6-10-ти слоев с индивидуальной термообработкой каждого слоя, при этом для слоев используют вспененную композицию на основе каучука силоксанового.

Приборный конический отсек 1 летательного аппарата из полимерных композитов, содержащий коническую внутреннюю оболочку 4 с цилиндрическими участками на концах, торцевые шпангоуты, промежуточный слой 5 и наружную оболочку 6.

Внутренняя оболочка выполнена 4 из секторов предварительно пропитанной арамидной ткани 8, уложенных внахлест.

Промежуточный слой 5 выполнен многослойным, содержащим внутренний заполненный пенопластом 12 слой сетчатой структуры из угольного жгута, сплошные спирально-кольцевые витки из арамидного жгута средней оболочки 22, слой из экранирующей сетки 23, снабженной лужеными припоем 24 участками для контактов, и термозащитный слой пенопласта 26.

Наружная оболочка 6 выполнена из сплошных спирально-кольцевых витков 28 арамидного жгута.

Шпангоуты выполнены многослойными из арамидной ленты, арамидного и угольного жгутов (шпангоут 21), экранирующей сетки 22, витков арамидного жгута средней оболочки 22 и из арамидной ленты (подмотка 25 шпангоута) с конической наружной поверхностью с конусностью, общей для всего отсека.

Наружная поверхность отсека 1 покрыта термозащитными слоями 29 суммарной толщиной (1,2-4,0) мм. Наружные термозащитные слои 29 выполнены из вспененной композиции на основе каучука силоксанового.

Пример конкретного исполнения способа заключается в том, что для внутренней оболочки 4 используют сектора предварительно пропитанной арамидной ткани 8, хотя оболочка из сплошных арамидных спирально-кольцевых витков жгута более технологична. Однако на участке перехода конуса в меньший цилиндр качество оболочки из жгута - неудовлетворительное из-за провисания спиральных жгутов. При этом для пластин 11 пенопласта 12 берут жесткий пенополиуретан марки ППУ-И-205-2.

Пример конкретного исполнения отсека 1 заключается в том, что подмот шпангоута 25 выполнен из арамидной ткани с конической наружной поверхностью с конусностью, общей для всего отсека, что позволяет повысить надежность соединения экранированного приборного отсека 1 с соседним отсеком за счет формирования достаточного пространства 33 для размещения крепежных элементов (шпонок и болтов) максимальных размеров и максимальных несущих сечений с обеспечением максимального экранирования отсека.

Приборный отсек 1 работает следующим образом. При воздействии на летательный аппарат электромагнитного излучения, воздействие на электронику, расположенную в полости приборного отсека 1, значительно ослаблено за счет наличия экранирующего слоя 23 из металлической (электропроводящей) сетки с контактами.

При высокотемпературном воздействии аэродинамического трения на наружную поверхность отсека (полет в плотных слоях атмосферы) оптимальная для работы электроники температура в полости отсека обеспечена наличием пенопластового заполнения 12 ячеек сетчатой структуры, термозащитного слоя пенопласта 26 и термозащитных слоев 29 из вспененной композиции. Кроме того, благодаря наличию термозащитного слоя 26 и термозащитных слоев 29 исключена возможность расплавления лужения 24 экранирующего слоя 23 с повреждением контактов.

Таким образом, использование изобретения позволит создать технологичную конструкцию отсека с повышенной надежностью его работы, что и подтверждает использование по назначению. Осуществимость изобретения подтверждена положительными результатами испытаний образцов и фрагментов конструкций, разработка и изготовление которых полностью основаны на представленном описании. В связи с этим новое техническое решение соответствует и критерию «промышленная применимость», т.е. уровню изобретения.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к оболочечным конструкциям из полимерных композиционных материалов, и может быть использовано при создании корпусов и отсеков летательных аппаратов, применяемых в ракетной и авиационной технике. Согласно способу изготовления приборного конического отсека летательного аппарата из полимерных композитов, на конической оправке с цилиндрическими концами формируют внутреннюю оболочку, промежуточный слой и наружную оболочку. Для формирования внутренней оболочки на оправку наматывают спиральный технологический слой липкой двухсторонней стеклопластиковой ленты, на которую с нахлестом укладывают сектора предварительно пропитанной арамидной ткани, прижимая их края на цилиндрических концах оправки предварительно пропитанной арамидной лентой и создавая ступеньку на меньшем цилиндре. Для формирования промежуточного слоя с упором в эту ступеньку укладывают встык сектора из пластин пенопласта, предварительно обжимая их сначала технологическими кольцами из резиновых жгутов, затем слоями технологической рубашки из термоусадочных волокон, удаляя резиновые жгуты. Изобретение обеспечивает повышение качества и надежности получаемого изделия. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ изготовления приборного конического отсека летательного аппарата из полимерных композитов, при котором на конической оправке с цилиндрическими концами формируют внутреннюю оболочку, промежуточный слой с сетчатой структурой с заполнением межреберного пространства пенопластом и наружную оболочку, при этом для формирования внутренней оболочки на оправку наматывают спиральный технологический слой липкой двухсторонней стеклопластиковой ленты, на которую с нахлестом укладывают сектора предварительно пропитанной арамидной ткани, прижимая их края на цилиндрических концах оправки предварительно пропитанной арамидной лентой и создавая ступеньку на меньшем цилиндре, для формирования промежуточного слоя с упором в эту ступеньку укладывают встык сектора из пластин пенопласта, предварительно обжимая их сначала технологическими кольцами из резиновых жгутов, затем слоями технологической рубашки из термоусадочных волокон, удаляя резиновые жгуты, после первой термообработки удаляют технологическую рубашку и по специальной программе фрезеруют спиральные и кольцевые канавки, удаляют остатки пенопласта на дне канавок, вырезают проемы для закладных, наматывают спиральные и кольцевые ребра, укладывая салфетки закладных и торцевые витки шпангоутов, наматывают спирально кольцевые слои средней оболочки и обжимают технологической рубашкой, после второй термообработки удаляют технологическую рубашку и укладывают экранирующую сетку с лужеными припоем участками для контактов, далее предварительно пропитанной арамидной лентой наматывают торцевые шпангоуты, враспор между шпангоутами укладывают, аналогично первому, второй термозащитный слой пенопласта, обжимают технологической рубашкой, после третьей термообработки удаляют технологическую рубашку и протачивают шпангоуты заподлицо наружной поверхности второго пенопластового слоя, для формирования наружной оболочки наматывают сплошные спирально-кольцевые витки, обжимают технологической рубашкой из тканой ленты и термоусадочных волокон, после четвертой термообработки удаляют технологическую рубашку и наносят наружные термозащитные слои, причем при намотке на оправку технологического спирального слоя липкой ленты, ее конец со стороны большого диаметра выпускают за пределы зоны намотки, кроме того, для пластин пенопласта берут жесткий пенопласт, который при укладке предварительно деформируют обжатием резиновым жгутом по ширине в обечайки с частичным прилеганием к сопрягаемым поверхностям и окончательно деформируют обжатием технологической рубашкой при термообработке с полным прилеганием, при этом сектора из пластин выполняют с соотношением размеров средней ширины к толщине как 35-45:1, вместе с тем наружные термозащитные слои наносят послойно, толщиной каждого слоя (0,2-0,4) мм в количестве 6-10-ти слоев с индивидуальной термообработкой каждого слоя, при этом для слоев используют вспененную композицию на основе каучука силоксанового.

2. Способ, по п. 1, отличающийся тем, что пенопласт берут марки ППУ-И-205-2.

3. Приборный конический отсек летательного аппарата из полимерных композитов, содержащий коническую внутреннюю оболочку с цилиндрическими участками на концах, промежуточный слой и наружную оболочку, причем внутренняя оболочка выполнена из секторов предварительно пропитанной арамидной ткани, уложенных внахлест, со шпангоутами на цилиндрических концах, промежуточный слой выполнен многослойным, содержащим, кроме внутреннего заполненного пенопластом слоя сетчатой структуры, спирально кольцевые витки из арамидного жгута средней оболочки, слой из экранирующей сетки, снабженной лужеными припоем участками для контактов, и термозащитный слой пенопласта, причем наружная оболочка выполнена из спирально кольцевых витков арамидного жгута, а шпангоуты выполнены многослойными из арамидной ткани экранирующей сетки и витков арамидного жгута с конической наружной поверхностью с конусностью, общей для всего отсека, при этом наружная поверхность отсека покрыта термозащитными слоями суммарной толщиной (1,2-4,0) мм, причем наружные термозащитные слои выполнены из вспененной композиции на основе каучука силоксанового.