Способ изготовления полуфабриката консоли крыла с гибкой перемычкой Российский патент 2025 года по МПК B64C3/24 

Изобретение относится к области авиационной техники и касается разработки обтекаемых конструкций для летательных аппаратов (ЛА) из полимерных материалов (ПМ), в частности крыльев и полуфабрикатов для их изготовления. Предлагаемое решение позволяет существенно упростить и удешевить процесс изготовления крыльев для летательных аппаратов, в первую очередь беспилотных (БПЛА) и сверхлегких (СЛА). Полуфабрикат найдет широкое применение как на серийных производствах БПЛА, так и у моделистов-конструкторов.

Известны различные технические решения в области изготовления крыльев летательных аппаратов из полимерных и композитных материалов.

Так известен способ изготовления многослойной клееной панели (RU 2070147 C1, МПК B64F 5/00, B64C 3/26) включающий установку на ложементы рубильников приспособления для склеивания, укладку на него первого листа склеиваемой панели, накатку клеевой пленки на последующие листы и их последовательную укладку на первый лист, далее укладку дренажных слоев, установку на приспособлении для склеивания штуцеров вакуумной системы, герметизирующих элементов и вакуумного мешка, затем автоклавное формование, отличающийся тем, что в качестве приспособления для склеивания используют уложенный на ложементы первый лист панели, на припуске которого устанавливают штуцеры вакуумной системы, герметизирующие элементы и вакуумный мешок.

Известен способ изготовления пустотелой аэродинамической конструкции из композиционных материалов (RU 2266847 C1, МПК В64F 5/00, В64С 1/00, В64С 3/26), заключающийся в выкладке и верхней обшивке из препрега слоев в пресс-формах, удаление и удаление элементов жесткости на эластомерных вкладышах, количество, размер и расположение, соответствующие конструкции, соответствующей конструкции эластомерных вкладов и удалении их из изделий, отличающийся тем, что на возможной обшивке в нижней части препрег в виде ленточной толщины в расположении протяженных и поперечных элементов жесткости, а перед эластомерных вкладышей, выполненных трехгранными и с поперечными канавками единичного шага, на них построены элементы продольных и поперечных жесткостей, при этом для образования поперечных элементов жесткости в форме нервного препрега укладываются в поперечные канавки трехгранных эластомерных вкладышей, а для образования протяженных элементов жесткости - в соответствии со структурой граней эластомерных вкладышей, при этом в процессе установки трехгранных эластомерных вкладышей на случай обшивки между препрегом, уложенным в канавках на накопление граней накопления эластомерных вкладышей, прокладывают твердые стержни , а поверх составляют трехгранные эластомерные вкладыши, сформированные продольные и поперечные элементы жесткости, накладывают препрег в виде ленточного ощущения. уложенным в канавки нарастают гранях увеличения эластомерных вкладышей, прокладывают твердотельные стержни, а поверх составляют трехгранные эластомерные вкладыши на сформированные продольные и поперечные элементы жесткости накладываются препрег в виде ленточной кости. уложенным в канавки нарастают гранях увеличения эластомерных вкладышей, прокладывают твердотельные стержни, а поверх составляют трехгранные эластомерные вкладыши на сформированные продольные и поперечные элементы жесткости накладываются препрег в виде ленточной кости.

Известна аэродинамическая конструкция (RU 2333865 C1, МПК В64С 3/26, В32В 3/12) содержащая заполненную сотовым наполнителем раму, выполненную из передней и задней боковин, концевого обтекателя, корневого элемента с узлом крепления конструкции к валу рулевого привода и панелей с уменьшающейся от корневого элемента толщиной, отличающаяся тем, что панели выполнены из пакета слоев с перекрытием зоны узла крепления корневого элемента максимальным количеством слоев, при этом слои, определяющие разность толщин панелей в плане, выполнены в форме подобных геометрических фигур с увеличением размеров каждой последующей фигуры и расположением передней ее стороны параллельно кромке передней боковины, а узел крепления выполнен в корневом элементе, ограничен внутренней поверхностью каждой панели и прилегающим сотовым наполнителем, отличающаяся тем, что слои панелей выполнены из полимерного композиционного материала, например из композита на основе стеклоткани, пропитанной полимерным связующим.

Основным недостатком указанных способов является то, что изготовление всеми указанными способами предполагает использование изготовление изделий в несколько этапов, первый из которых предполагает укладку стеклоткань, углеткань или иные композиционные панели, которые далее пропитываются полимерным связующим и полимеризуют с вакуумированием системы или без нее. Это значительно увеличивает срок и сложность изготовления, в том числе за счет использования полимерного связующего, часто имеющего высокую токсичность.

В то же время известно много способов экструзии пластических масс, например (RU 2516399 МПК B29C 47/40, RU 2513427 МПК B29B 7/48, RU 2011102012 МПК B29C 47/40), а также конкретно поликарбоната (RU 2496643, МПК B29C 47/40) на шнековых термопластавтоматах.

Известен способ изготовления многослойных изделий из термопластов экструзией (SU 555605 МПК B29C 47/30, B29K 101/12, B32B 37/04) с зонами раздельного и последующего совместного течения нескольких слоев.

Известны способ и устройство для соединения потоков материалов в процессе совместной экструзии RU 2268144 МПК B29C 47/06, A21C 11/16, A23G 3/20, A23G 9/28, A23L 1/00, A23P 1/12, B29C 47/20, B29C 47/22, B29C 47/56, B29C 47/58).

Известен способ изготовления методом экструзии аэродинамически эффективных профилированных полых тел к которым относятся элементы крыла DE 2938924 A1 04.02.1981, который по совокупности существенных признаков является наиболее близким к предлагаемому решению, соответственно, принят за прототип.

Указанный способ не позволяет использовать механизацию крыла без применения дополнительных элементов, обеспечивающих подвижность части крыла.

Способ изготовления полуфабриката консоли крыла, предлагаемый в данном изобретении позволяет использовать известные ранее способы экструзии полимерных материалов и их совокупность для достижения новых характеристик.

Технический результат изобретения заключается в создании способа изготовления полуфабриката консоли крыла (фиг. 1), имеющего обшивку в поперечном сечении состоящую из передней кромки 1, изогнутой верхней стенки 2, задней кромки 3, прямой или изогнутой нижней стенки 4, вертикальных ребер жесткости 5 выполняющих функции лонжеронов, заключающийся в том, что задняя кромка консоли крыла выполняется в виде жесткого элемента 3 гибко соединенного с основной частью крыла перемычкой 6 выполненной экструзией из основного материала, соэкструзией или интегрированием дополнительного материала. Для этого используется фильера, в которой имеются профили передней и задней части крыла, соединенные перемычкой из основного материала, за счет меньшей толщины чем основной материал или специальной формы (фиг. 2) перемычки 7 в данном узле после завершения экструзии и застывания полимера сохраняется определенная гибкость, обеспечивающая перемещение (отгибание) задней части крыла относительно передней. Форма профиля и толщина перемычки определяется требованиями к ее жесткости и углу отклонения.

Соэкструзия (фиг. 3) в фильеру материала, имеющего меньшую жесткость чем основной для создания перемычки 8 позволяет получить аналогичный результат.

В случае (фиг. 4) применения в качестве гибкого элемента перемычки изделия 9 из материала имеющего температуру плавления отличную от основного материала выполняется его механическая подача в рабочую зону фильеры экструдера с непосредственным интегрированием в процессе экструдирования.

Указанный способ позволяет получить консоль крыла с дополнительными возможностями управления полетом без использования механических элементов крепления и обеспечения подвижности управляющей плоскости. Также вышеуказанный консольный элемент может использоваться для изготовления рулевого оперения летательного аппарата.

Изобретение относится к области авиационной техники и касается разработки обтекаемых конструкций для летательных аппаратов (ЛА) из полимерных материалов (ПМ), в частности крыльев и полуфабрикатов для их изготовления. Предлагается способ изготовления полуфабриката консоли крыла, имеющего обшивку в поперечном сечении, состоящую из передней кромки, изогнутой верхней стенки, задней кромки, нижней стенки, имеющего вертикальные ребра жесткости, выполняющие функции лонжеронов, при котором изделие получается экструзией полимерного материала через фильеру соответствующего готовому изделию профиля. При экструзии используется фильера с таким профилем, что задняя кромка выполняется в виде жесткого элемента, гибко соединенного с основной частью консоли крыла перемычкой. Способ позволяет использовать известные ранее способы экструзии полимерных материалов и их совокупность для достижения новых характеристик. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ изготовления полуфабриката консоли крыла, имеющего обшивку в поперечном сечении, состоящую из передней кромки, изогнутой верхней стенки, задней кромки, нижней стенки, имеющего вертикальные ребра жесткости, выполняющие функции лонжеронов, при котором изделие получается экструзией полимерного материала через фильеру соответствующего готовому изделию профиля, отличающийся тем, что при экструзии используется фильера с таким профилем, что задняя кромка выполняется в виде жесткого элемента, гибко соединенного с основной частью консоли крыла перемычкой.

2. Способ изготовления полуфабриката по п.1, отличающийся тем, что при экструзии используется фильера с таким профилем, что перемычка выполняется из основного материала и имеет дополнительную гибкость за счет формы.

3. Способ изготовления полуфабриката по п.1, отличающийся тем, что гибкость перемычки достигается за счет соэкструзии дополнительного материала в перемычку при экструзии полуфабриката.

4. Способ изготовления полуфабриката по п.1, отличающийся тем, что гибкость перемычки достигается за счет интегрирования в перемычку дополнительного материала при экструзии полуфабриката.