CN111572807A - 一种装配体以及舱段窗口装配定位的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配体，包括定位底板和口盖预成型体；所述定位底板具有第一端部、中间部和第二端部，所述第一端部用于第一舱段壳体连接，所述第二端部用于与第二舱段壳体连接，所述中间部设有第一定位结构；定位底板用于与第一舱段壳体、第二舱段壳体、第一隔热层和第二隔热层共同围起组成内腔体；所述口盖预成型体的中部设有第二定位结构，所述第二定位结构与第一定位结构相配合连接，所述口盖预成型体的形状与内腔体的形状相配合；所述口盖预成型体的长度大于第一舱段壳体和第二舱段壳体之间的距离。本发明还公开了舱段窗口装配定位的方法，在装配体的协助下可直接成型整体外防热层，共固化、加工获得一体化开口加强框，避免了位置偏移问题。

Description

一种装配体以及舱段窗口装配定位的方法

技术领域

本发明涉及舱段窗口装配技术领域，特别涉及一种装配体以及舱段窗口装配定位的方法。

背景技术

现在的飞行器为了满足后续装配以及透波等功能要求，在舱段上开设有数量较多且形状各异的窗口，且开口四周的加强框与防热层为一个整体，以提高开口部位的强度，结构如图1所示。因此，需对开口结构和成型工艺方法进行设计；此外，防热层与金属壳体间为隔热层，隔热层采用拼块粘接在金属壳体表面，且隔热层是一种多孔材料，其强度较弱，对口盖部位的束缚力较小，在防热层加压固化成型时，开口部位容易出现错位，导致口盖加强框位置偏移，使得开口加强框四周宽度不均匀，甚至出现加强框全部加工掉的现象，最严重时导致外防热层报废。

因此，如何开发一种能够避免加压过程中的位置偏移问题的舱段窗口装配定位的方法，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明目的是提供一种装配体以及舱段窗口装配定位的方法，避免了加压过程中的位置偏移问题，提高了加强框尺寸精度，提高了舱段防热层成型合格率；同时，该方法提高了作业过程中的实际操作性，减小了人为控制风险。

为了实现上述目的，本发明提供了一种装配体，包括：定位底板和口盖预成型体；

所述定位底板具有第一端部、中间部和第二端部，所述第一端部用于第一舱段壳体可拆卸连接，所述第二端部用于与第二舱段壳体可拆卸连接，所述中间部设有第一定位结构；所述定位底板用于与第一舱段壳体、第二舱段壳体、第一隔热层和第二隔热层共同围起组成内腔体；

所述口盖预成型体的中部设有第二定位结构，所述第二定位结构与所述第一定位结构相配合连接，所述口盖预成型体的形状与所述内腔体的形状相配合；所述口盖预成型体在第一舱段壳体和第二舱段壳体方向上的长度大于第一舱段壳体和第二舱段壳体之间的距离。

进一步地，所述定位底板的第一端部设有第一卡槽，第二端部设有设有第二卡槽，所述第一卡槽用于设置第一舱段壳体；所述第二卡槽用于设置第二舱段壳体。

进一步地，所述第一定位结构为凹槽或凸台，所述第二定位结构为凸台或凹槽，所述凹槽与所述凸台相配合连接。

进一步地，所述第一定位结构和所述第二定位结构均为方形。

进一步地，所述第一定位结构的四周设置成斜度为1°～5°的斜面。

本发明提供了一种舱段窗口装配定位的方法，所述方法包括：

在第一舱段壳体和第二舱段壳体之间设置定位底板，所述定位底板具有第一端部、中间部和第二端部，所述第一端部与所述第一舱段壳体可拆卸连接，所述第二端部与所述第二舱段壳体可拆卸连接，所述中间部设有第一定位结构；在所述第一舱段壳体的上部设置第一隔热层，所述第二舱段壳体的上部设置第二隔热层，获得定位壳体隔热结构，所述定位底板、第一舱段壳体、第二舱段壳体所述第一隔热层和所述第二隔热层共同围起组成内腔体；

获得口盖预成型体，所述口盖预成型体的中部设有第二定位结构，所述第二定位结构与所述第一定位结构相配合连接，所述口盖预成型体的形状与所述内腔体的形状相配合；所述第一舱段壳体和第二舱段壳体之间的距离小于所述口盖预成型体的长度；

将所述定位壳体隔热结构与所述口盖预成型体进行装配，在所述口盖预成型体上设置外防热层，经共固化处理，获得共固化成型体；

将所述共固化成型体的所述定位底板拆除，并在所述第一舱段壳体和第二舱段壳体之间切开，获得开口和围绕在所述开口四周的外防热层加强框一体化结构。

进一步地，所述获得口盖预成型体，包括：

采用工装辅助铺层或者模压的方式，在≤80℃的温度下预固化成型，获得口盖预成型体。

进一步地，所述防热层为使用树脂进行固化成型而获得，所述固化温度≥150℃。

进一步地，所述共固化处理的条件为：温度为150℃～170℃、压力为0～1MPa、真空度为-0.08MPa～-0.1MPa。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明提供的一种装配体以及舱段窗口装配定位的方法，在第一舱段壳体和第二舱段壳体之间开口部位填充口盖预成型体，同时采用定位底板用于固定第一舱段壳体和第二舱段壳体，后的定位壳体隔热结构，将所述定位壳体隔热结构与所述口盖预成型体进行装配，获得装配体，最后加工掉中间开口形成一体化开口加强框。避免了加压过程中的位置偏移问题，提高了加强框尺寸精度，提高了舱段防热层成型合格率；同时，该方法提高了作业过程中的实际操作性，减小了人为控制风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是现有技术中舱段窗口装配的结构示意图；

图2是本发明实施例1提供的一种装配体的结构图；

图3是本发明实施例2提供的一种装配体的结构图；

图4是本发明实施例提供的一种舱段窗口装配定位的方法的流程示意图；其中(A)图为定位底板与第一舱段壳体和第二舱段壳体连接示意图；(B)图为在(A)图的基础上加上第一隔热层和第二隔热层获得的定位壳体隔热结构；(C)图为口盖预成型体结构；(D)图为定位壳体隔热结构与口盖预成型体装配图；(E)图为在(D)图的上部加上外防热层；(F)图为(E)图固化后的结构；(G)图为拆除定位底板后的结构；(H)图为在(G)图的第一舱段壳体和第二舱段壳体之间切开的示意图；(I)图为获得的开口和围绕在所述开口四周的外防热层加强框一体化结构；

1、定位底板；11、第一端部；12、中间部；13、第二端部；14、第一定位结构；15、第一卡槽；16、第二卡槽；2、口盖预成型体；21、第二定位结构；3、外防热层；4、第一舱段壳体；5、第二舱段壳体；6、第一隔热层；7、第二隔热层；8、外防热层加强框一体化结构；9、开口。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。本发明实施例的“第一”、“第二”等不代表顺序，可以理解为名词。

本发明实施例要解决的技术问题的发现过程：

图1是现有技术中舱段窗口装配的结构示意图，图1中所述舱段窗口包括第一舱段壳体4、第二舱段壳体5、外防热层加强框一体化结构8、第一隔热层6、第二隔热层7以及位于所述第一舱段壳体与第二舱段壳体之间的开口9，

所述外防热层加强框一体化结构8包括外防热层和位于所述开口的四周的加强框，所述外防热层位于所述加强框远离所述第一舱段壳体的一端；

所述第一隔热层6位于所述防热层加强框一体成型体8与所述第一舱段壳体4之间；

所述第二隔热层7位于所述防热层加强框一体成型体8与所述第二舱段壳体5之间。

现有技术中的防热层加强框一体成型体8是在加强框上固化成型防热层，由于开口部位的存在，以及隔热层是一种多孔材料拼接上去的，其强度较弱，对口部的束缚力较小，使得固化成型防热层时，开口部位容易出现错位，导致口盖加强框位置偏移，使得开口加强框四周宽度不均匀，甚至出现加强框全部加工掉的现象，最严重时导致外防热层报废。

本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种装配体，包括：定位底板1和口盖预成型体2；

所述定位底板1具有第一端部11、中间部12和第二端部13，所述第一端部11用于第一舱段壳体4可拆卸连接，所述第二端部13用于与第二舱段壳体5可拆卸连接，所述中间部12设有第一定位结构14；所述定位底板1用于与第一舱段壳体、第二舱段壳体、第一隔热层和第二隔热层共同围起组成内腔体；

所述口盖预成型体2的中部设有第二定位结构21，所述第二定位结构21与所述第一定位结构14相配合连接，所述口盖预成型体2的形状与所述内腔体的形状相配合；所述口盖预成型体2在第一舱段壳体和第二舱段壳体方向上的长度大于第一舱段壳体4和第二舱段壳体5之间的距离。

所述装配体能够解决上述技术问题的原因为：

在所述装配体的协助下，可直接在口盖预成型体2上成型整体外防热层，然后共固化成型为一个整体，最后经加工获得的开口和一体化开口加强框。

由于在防热层加压固化成型时没有开口，而是口盖预成型体2的实体结构，加上定位底板1的第一定位结构14与口盖预成型体2的第二定位结构21之间配合连接不会产生位移；且所述第一端部11用于第一舱段壳体4可拆卸连接，所述第二端部13用于与第二舱段壳体5可拆卸连接，使得第一舱段壳体4和第二舱段壳体5也不会产生位移。

同时由于所述口盖预成型体2在第一舱段壳体和第二舱段壳体方向上的长度大于第一舱段壳体4和第二舱段壳体5之间的距离；使得在第一舱段壳体4、第二舱段壳体5之间切开加工处理获得开口的时候，多余的未被切掉的口盖预成型体2与多余的未被切掉的外防热层3一起构成了一体化开口加强框8。

因此在定位底板1和口盖预成型体2的配合下，不会出现开口部位错位问题，且开口加强框四周宽度均匀。

另外需要说明的是，所述装配体是在装配后的连接图；在装配前，定位底板1和口盖预成型体2是分开的。

优选地，所述定位底板的第一端部11设有第一卡槽15，第二端部13设有设有第二卡槽16，所述第一卡槽15用于连接第一舱段壳体4；所述第二卡槽用于连接第二舱段壳体5。更进一步地，所述第一舱段壳体4与所述第一卡槽15螺栓连接，所述第二舱段壳体5与所述第二卡槽16螺栓连接。通过螺栓连接在舱段壳体内测，为口盖预成型体提供定位基准。

所述卡槽可以为与第一舱段壳体4的侧边相对应的形状，若第一舱段壳体4的侧边为直角形状，则第一卡槽15为直角形状(如图2)；也可以为凹槽的形状(如图3)；

优选地，所述第一定位结构14为凹槽或凸台，所述第二定位结构21为凸台或凹槽，所述凹槽与所述凸台相配合连接。凹槽与凸台之间配合连接使得不会产生位移。所述凹槽与所述凸台的形状可以是想要的任何形状，只要所述凹槽与所述凸台的形状相配合即可。

优选地，所述第一定位结构14和所述第二定位结构21均为方形。定位孔设计为方形，既可以防止错位，又可以防止转动。

更为优选地，所述第一定位结构14的四周设置成斜度为1°～5°的斜面。这样设计是为了减小脱模难度，最为优选地，四周斜面设计了3°拔模斜度，尺寸为50mm×50mm。口盖预成型体定位凸台与定位底板定位孔相对应，配合尺寸比孔单板小0.3mm。

第二方面，本发明实施例提供了一种舱段窗口装配定位的方法，包括如下步骤：

S1、在第一舱段壳体4和第二舱段壳体5之间设置定位底板1，所述定位底板1具有第一端部11、中间部12和第二端部13，所述中间部12设有第一定位结构；

将所述第一端部11与所述第一舱段壳体4可拆卸连接，将所述第二端部13与所述第二舱段壳体5可拆卸连接，如图4中的(A)图所示；

在所述第一舱段壳体4的上部设置第一隔热层6，所述第二舱段壳体5的上部设置第二隔热层7，所述定位底板、第一舱段壳体、第二舱段壳体所述第一隔热层和所述第二隔热层共同围起组成内腔体，获得定位壳体隔热结构，所述定位壳体隔热结构如图4中的(B)图所示；

S2、获得口盖预成型体2，所述口盖预成型体结构如图4中的(C)图所示；所述口盖预成型体2的中部设有第二定位结构21，所述第二定位结构21与所述第一定位结构14相配合连接，所述口盖预成型体2的形状与所述内腔体的形状相配合；所述第一舱段壳体4和第二舱段壳体5之间的距离小于所述口盖预成型体的长度(所述长度为在第一舱段壳体4和第二舱段壳体5所在方向上的长度)；

S3、将如图4中的(B)图所示的所述定位壳体隔热结构与如图4中的(C)图所示的所述口盖预成型体进行装配如图4中的(D)图所示，在所述口盖预成型体上设置外防热层3，如图4中的(E)图所示；经共固化处理，获得共固化成型体，如图4中的(F)图所示；

S4、将所述共固化成型体的所述定位底板拆除如图4中的(G)图所示，并在所述第一舱段壳体和第二舱段壳体之间切开，如图4中的(H)图所示，获得开口和围绕在所述开口四周的外防热层加强框一体化结构，如图4中的(I)图所示。

通过上述内容可以看出，本发明提供的一种舱段窗口装配定位的方法是基于定位底板1和口盖预成型体2的相互配合，解决了加强框成型过程中位置偏移问题，提高了开口加强框尺寸精度和成型质量；同时减少了传统堵盖不可重复利用的缺点，降低了成本。

优选地，所述获得口盖预成型体，包括：

采用工装辅助铺层或者模压的方式，在≤80℃的温度下预固化成型，获得口盖预成型体。

优选地，所述防热层为使用树脂进行固化成型而获得，所述固化温度≥150℃。所述固化温度根据选用的树脂而定，所述树脂优选为酚醛树脂。

优选地，所述共固化处理的条件为：温度为150℃～170℃、压力为0～1MPa、真空度为-0.08MPa～-0.1MPa。所述共固化处理的条件是根据选用的材料而定，经过试验探索而得，使得更好的共固化。

下面将结合实施例、对比例及实验数据对本申请的一种舱段窗口装配定位的方法进行详细说明。

实施例1

1、产品为一大型十字异形结构舱段，其在十字交叉负曲率结构部位设计有一个尺寸约200mm×200mm的窗口，窗口四周加强框宽度为15mm，该开口加强框采用口盖预成型体+防热层共固化后加工的方法实现了异形结构开口加强框成型，保证了加强框与外防热层一体化，成型后的加强框宽度偏差不超过2mm，满足了设计要求。

2、设计了定位底板1，如图2所示，具有第一端部11、中间部12和第二端部13，为口盖预成型体提供定位基准。其中，第一定位结构14设计为方形定位孔，该结构既可以防止错位，又可以防止转动；同时，为了减小脱模难度，其四周斜面设计了3°拔模斜度，尺寸为50mm×50mm。由于第一舱段壳体4的侧边为直角形状，则第一卡槽15为直角形状(如图2)；第二舱段壳体5的侧边为直角形状，则第二卡槽16为直角形状；再将第一舱段壳体4的侧边与第一卡槽15螺钉连接，将第二舱段壳体5的侧边与第二卡槽16螺钉连接。

3、设计了口盖预成型体2采用预浸布铺层成型，并通过工装螺栓合模预压的方式保证预成型体外形尺寸以及密实度。所述口盖预成型体2的中部设有第二定位结构21，所述第二定位结构21设计成与所述方形定位孔相配合的方形凸台，所述方形凸台与与所述方形定位孔相对应。

4、获得外防热层3采用树脂为酚醛树脂，其固化温度大于160℃，因此，在预压过程中温度控制在80℃～90℃之间，时间为1h～2h。

5、装配时，先将定位底板安装在壳体内侧：即将所述第一端部11与所述第一舱段壳体4螺钉连接，将所述第二端部13与所述第二舱段壳体5螺钉连接；然后装配口盖预成型体，两者间通过所述方形凸台与与所述方形定位孔配合实现位置定位，装配后预成型体外形与舱段隔热层外形基本一致，台阶差小于0.5mm。

6、在预成型体定位装配后，采用铺带的方式直接成型了外防热层3，最后在160℃、真空+0.2MPa压力下共固化成为一个整体。

7、先拆除掉定位底板1，然后加工开口，加工后开口加强框截面平整、无分层、凸起、凹陷、分层等缺陷，开口加强框与外防热层间粘接质量良好无明显界面；同时，通过超声和射线检测加强框四周宽度均匀性较好，偏差在2mm以内，满足设计要求。此外，拆除的金属定位块可重复使用。

实施例2

1、产品为一大型十字异形结构舱段，其在十字交叉负曲率结构部位设计有一个尺寸约200mm×200mm的窗口，窗口四周加强框宽度为15mm，该开口加强框采用口盖预成型体+防热层共固化后加工的方法实现了异形结构开口加强框成型，保证了加强框与外防热层一体化，成型后的加强框宽度偏差不超过2mm，满足了设计要求。

2、设计了定位底板1，如图3所示，具有第一端部11、中间部12和第二端部13，为口盖预成型体提供定位基准。其中，第一定位结构14设计为方形定位孔，该结构既可以防止错位，又可以防止转动；同时，为了减小脱模难度，其四周斜面设计了3°拔模斜度，尺寸为50mm×50mm。由于第一舱段壳体4的侧边为直角形状，第一卡槽15为侧边呈直角形状的凹槽的形状(如图3所示)使得第一舱段壳体4的两端卡所述第一卡槽15的凹槽里面；第二舱段壳体5的侧边为直角形状，则第二卡槽16为侧边呈直角形状的凹槽的形状，使得第一舱段壳体4的两端卡所述第一卡槽15的凹槽里面；再将第一舱段壳体4的侧边与第一卡槽15螺钉连接，将第二舱段壳体5的侧边与第二卡槽16螺钉连接。

3、设计了口盖预成型体2采用预浸布铺层成型，并通过工装螺栓合模预压的方式保证预成型体外形尺寸以及密实度。所述口盖预成型体2的中部设有第二定位结构21，所述第二定位结构21设计成与所述方形定位孔相配合的方形凸台，所述方形凸台与与所述方形定位孔相对应。

4、获得外防热层3采用树脂为酚醛树脂，其固化温度大于160℃，因此，在预压过程中温度控制在80℃～90℃之间，时间为1h～2h。

5、装配时，先将定位底板安装在壳体内侧：即将所述第一端部11与所述第一舱段壳体4螺钉连接，将所述第二端部13与所述第二舱段壳体5螺钉连接；然后装配口盖预成型体，两者间通过所述方形凸台与与所述方形定位孔配合实现位置定位，装配后预成型体外形与舱段隔热层外形基本一致，台阶差小于0.5mm。

6、在预成型体定位装配后，采用铺带的方式直接成型了外防热层3，最后在160℃、真空+0.2MPa压力下共固化成为一个整体。

7、先拆除掉定位底板1，然后加工开口，加工后开口加强框截面平整、无分层、凸起、凹陷、分层等缺陷，开口加强框与外防热层间粘接质量良好无明显界面；同时，通过超声和射线检测加强框四周宽度均匀性较好，偏差在2mm以内，满足设计要求。此外，拆除的金属定位块可重复使用。

对比例1

该对比例采用传统舱段窗口装配方法，即在加强框上固化成型防热层。口盖加强框位置偏移，使得开口加强框四周宽度不均匀，偏差大于2cm。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种装配体，其特征在于，包括：定位底板和口盖预成型体；

所述定位底板具有第一端部、中间部和第二端部，所述第一端部用于第一舱段壳体可拆卸连接，所述第二端部用于与第二舱段壳体可拆卸连接，所述中间部设有第一定位结构；所述定位底板用于与第一舱段壳体、第二舱段壳体、第一隔热层和第二隔热层共同围起组成内腔体；

所述口盖预成型体的中部设有第二定位结构，所述第二定位结构与所述第一定位结构相配合连接，所述口盖预成型体的形状与所述内腔体的形状相配合；所述口盖预成型体在第一舱段壳体和第二舱段壳体方向上的长度大于第一舱段壳体和第二舱段壳体之间的距离。

2.根据权利要求1所述的一种装配体，其特征在于，所述定位底板的第一端部设有第一卡槽，第二端部设有设有第二卡槽，所述第一卡槽用于设置第一舱段壳体；所述第二卡槽用于设置第二舱段壳体。

3.根据权利要求1所述的一种装配体，其特征在于，所述第一定位结构为凹槽或凸台，所述第二定位结构为凸台或凹槽，所述凹槽与所述凸台相配合连接。

4.根据权利要求1或3所述的一种装配体，其特征在于，所述第一定位结构和所述第二定位结构均为方形。

5.根据权利要求4所述的一种装配体，其特征在于，所述第一定位结构的四周设置成斜度为1°～5°的斜面。

6.一种舱段窗口装配定位的方法，其特征在于，所述方法包括：

在第一舱段壳体和第二舱段壳体之间设置定位底板，所述定位底板具有第一端部、中间部和第二端部，所述第一端部与所述第一舱段壳体可拆卸连接，所述第二端部与所述第二舱段壳体可拆卸连接，所述中间部设有第一定位结构；在所述第一舱段壳体的上部设置第一隔热层，所述第二舱段壳体的上部设置第二隔热层，获得定位壳体隔热结构，所述定位底板、第一舱段壳体、第二舱段壳体所述第一隔热层和所述第二隔热层共同围起组成内腔体；

获得口盖预成型体，所述口盖预成型体的中部设有第二定位结构，所述第二定位结构与所述第一定位结构相配合连接，所述口盖预成型体的形状与所述内腔体的形状相配合；所述第一舱段壳体和第二舱段壳体之间的距离小于所述口盖预成型体的长度；

将所述定位壳体隔热结构与所述口盖预成型体进行装配，在所述口盖预成型体上设置外防热层，经共固化处理，获得共固化成型体；

将所述共固化成型体的所述定位底板拆除，并在所述第一舱段壳体和第二舱段壳体之间切开，获得开口和围绕在所述开口四周的外防热层加强框一体化结构。

7.根据权利要求6所述的一种舱段窗口装配定位的方法，其特征在于，所述第一端部与所述第一舱段壳体螺栓连接，所述第二端部与所述第二舱段壳体螺栓连接。

8.根据权利要求6所述的一种舱段窗口装配定位的方法，其特征在于，所述获得口盖预成型体，包括：

采用工装辅助铺层或者模压的方式，在≤80℃的温度下预固化成型，获得口盖预成型体。

9.根据权利要求6所述的一种舱段窗口装配定位的方法，其特征在于，所述防热层为使用树脂进行固化成型而获得，所述固化温度≥150℃。

10.根据权利要求6所述的一种舱段窗口装配定位的方法，其特征在于，所述共固化处理的条件为：温度为150℃～170℃、压力为0～1MPa、真空度为-0.08MPa～-0.1MPa。

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