W samolotach lub kadlubach statków napowietrznych calkowicie metalowych lub wyposazonych w metalowe szkielety uzy¬ wa sie do wyrobu glównych czesci zazwy¬ czaj rur, ksztaltowników walcowanych i blach z lekkiego metalu, polaczonych zapo¬ moca nitów i srub. Znane jest równiez sto¬ sowanie cienkosciennych ksztaltowników, rurek i blach stalowych, laczonych ze soba równiez nitami, srubami lub zapomoca spawania punktowego, acetylenowego lub elektrycznego. Znane jest równiez w budo¬ wie maszyn laczenie dowolnych czesci, wy¬ konanych z metalu, dajacego sie lutowac, a w szczególnosci laczenie grubosciennych czesci zelaznych zapomoca lutowania lutem twardym lub miekkim.Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu wyrobu metalowych szkieletów statków na¬ powietrznych, a zwlaszcza samolotów, przy zastosowaniu cienkich ksztaltowników z metalu, dajacego sie lutowac i jednoczesnie o mozliwie znacznej wytrzymalosci, np. ze stali wysokowartosciowej, która lutuje sie zapomoca lutu, wykonanego z miekkich me¬ tali. Dzieki temu mozna osiagnac znaczna oszczednosc na wadze szkieletu, poniewaz w tym przypadku mozna stosowac niezwy-kle cienkie scianki. W nitowanych lub ze- srubowanych polaczeniach szkieletu samo¬ lotu scianki poszczególnych czesci sa za¬ wsze znacznie grubsze, rtiz to jest koniecz¬ ne ze wzgledu na rzeczywiste obciazenie, poniewaz polaczenia zapomoca nitów lub srub nalezy obliczac równiez na wstepny docisk. Przy stosowaniu lutowania odpada powyzszy warunek, a przytem mozna o- trzymac te sama wytrzymalosc polaczen, co i przy stosowaniu nitowania, poniewaz zamiast ogólnej sumy przekrojów pracuja¬ cych nitów otrzymuje sie zwarta warstwe lutu, pokrywajacego cala powierzchnie sty¬ ku czesci laczonych, a wiec powierzchnie pracujacego przekroju wielokrotnie wiek¬ sza. Nietylko jednak przy mniejszym cieza¬ rze otrzymuje sie jednakowa wytrzyma¬ losc, ale równiez wyrób oraz naprawa sta¬ ja sie prostsze, poniewaz lutowanie, zwla¬ szcza zamknietych profilów i pustych ksztaltowników o niedostepnych wne¬ trzach, jest bez porównania latwiejsze, ani¬ zeli nitowanie, przytem naprawa np. w po¬ drózy ó wiele jest latwiejsza, gdyz moze byc wykonana jedynie zapomoca lutownicy i nie wymaga specjalnych zabiegów.W porównaniu ze spawaniem sposób lutowania wedlug wynalazku posiada te szczególna zalete, ze niema obawy prze¬ grzania blachy lub ksztaltowników, co mo¬ ze spowodowac skrzywienia lub wypacze¬ nia albo nawet uszkodzenia szlachetnych gatunków stali wysokowartosciowej. Stoso¬ wane w szkieletach materjaly zostaja wiec wyzyskane calkowicie zarówno co do swe¬ go przekroju, jak i co do swych specjal¬ nych wlasnosci wytrzymalosciowych.Szczególnie dogodne jest zastosowanie spoiwa o mozliwie niskiej temperaturze lu¬ towania, przyczem spoiwa o wyzszej tem¬ peraturze topliwosci stosuje sie tylko w tych miejscach, gdzie niezbedne jest na¬ stepne lutowanie w miejscach sasiednich, tak aby nie roztopic pierwszego spojenia.Wedlug wynalazku uklad szwów otrzy¬ manych zapomoca lutowania powinien miec taki przebieg, aby spoiwo pracowalo prze¬ waznie na scinanie, a wiec mniej wiecej w tym samym kierunku, jak to ma miejsce w polaczeniach nitowych, przyczem spoiwo w miejscach lutowania nie powinno byc nara¬ zone na rozciaganie, jak np. sruby. Nalezy równiez unikac naprezen gnacych w miej¬ scach lutowania, a w razie potrzeby nalezy zabezpieczyc te miejsca przed zginaniem przez nadanie odpowiedniej gietkosci luto¬ wanym brzegom sztywnych zreszta prze¬ krojów. W ten sposób osiaga sie stosunko¬ wo duza wytrzymalosc spoiwa na scinanie, a rozchylenie szwu moze nastapic tylko pod wplywem sil lokalnych, np. pod wplywem ssania powietrza na powierzchni nosnej.Tego rodzaju sily, dzialajace na spoiwo szwów w miejscach lutowania, nie sa nie¬ bezpieczne, a w razie potrzeby mozna te miejsca w odpowiednim stopniu wzmocnic.Jako pokrycie na powierzchniach no¬ snych lub kadlubach samolotów stosuje sie blachy, których brzegi poprostu lutuje sie razem na zakladke. Pokrycie to w zwyklem wykonaniu powierzchni nosnych z podpór¬ kami wytrzymuje wówczas bez zarzutu na¬ prezenie scinajace, zjawiajace sie w miej¬ scach lutowania podczas naprezen skreca¬ jacych.O ile lutowane szwy maja do pokonania znaczne sily glówne, co pociaga za soba ko¬ niecznosc lutowania duzych powierzchni, albo tez o ile w nalozonych na siebie du¬ zych powierzchniach lutowanie ma odby¬ wac sie w poszczególnych punktach lub pa¬ skach, to stosownie do wynalazku czesci, podlegajace lutowaniu, poddaje sie przed lutowaniem cynowaniu albo tez zaopatruje sie je w otwory w miejscach lutowania, slu¬ zacych do doprowadzania spoiwa. W kaz¬ dym razie otrzymuje sie wówczas popraw¬ ne zlutowanie na calej zadanej powierzch¬ ni.Na rysunku przedstawiono przyklad wykonania kilku polaczen sposobem we- - 2 —dlug wynalazku, Fig, 1 przedstawia sche¬ matycznie stosunek pracujacych przekro¬ jów w przypadku polaczen zapomoca nito¬ wania i zapomoca lutowania, fig, 2 — sche¬ mat poprzecznego przekroju calkowicie metalowego skrzydla samolotu, fig, 3 — przekrój wezla w zwiekszonej podzialce, fig. 4 i 5 przedstawiaja odpowiednio wi¬ dok zgóry i zboku szwu lutowanego, nara¬ zonego w stosunkowo nieznacznym stopniu na naprezenie zginajace, fig. 6 — trzy róz¬ ne rodzaje polaczen lutowanych w naklad¬ ke i z nakladkami i wreszcie fig. 7 — wy¬ kres naprezen w miejscu zlutowanem.Na fig. 1 przedstawiono siedem prze¬ krojów nitów wezla w miejscu polaczen blach, rozmieszczonych na blasze w zwy¬ klych odleglosciach, równych w przyblize¬ niu potrójnej srednicy sworzni nitów. Po¬ wierzchnie szescioboków, obejmujacych te nity, odpowiadaja przynaleznej do danego nitu czesci powierzchni laczonych blach i, jak widac z rysunku, sa wielokrotnie wiek¬ sze od przekroju nitu. Zakladajac normal¬ na wytrzymalosc na scinanie, wynoszaca o- kolo 26 kg/mm2 dla duraluminium i 2,5 kg/mm2 dla lutu w szwie lutowanym, otrzy¬ muje sie w przyblizeniu jednakowa wy¬ trzymalosc na scinanie obydwóch rodzajów polaczen. Oznacza to, ze zasadniczo nito¬ wanie moze byc w tym przypadku zasta¬ pione lutowaniem tych samych powierzchni.W przekroju skrzydla samolotu, przed¬ stawionym na fig. 2, dwie podluznice 1 i 2 sa polaczone z górna powloka 3 i dolna po¬ wloka 4, tworzac zamkniety profil, przy- czem przednia krawedz natarcia 5 i tylna krawedz 6 sa najwlasciwiej przymocowy¬ wane oddzielnie, a chociaz te czesci przy¬ czyniaja sie równiez do usztywnienia pro¬ filu skrzydla, jednakze przy obliczaniu wytrzymalosci skrzydla mozna ich nie brac pod uwage.Na fig. 3 przedstawiony jest lewy górny wezel, w którym schodza sie powloki 3, 5 i podluznica 1.Podluznica 1 jest wykonana w postaci dzwigara, przyczem górny pas 7 i odpo¬ wiedni dolny pas podtrzymuja cienki srod- nik 9, zacisniety miedzy katownikami 8 i usztywniony z obydwóch stron zapomoca zeber 10, które sa umieszczone w tak nie¬ wielkich odleglosciach od siebie, ze pomie¬ dzy niemi nie wystepuje znaczniejsze prze¬ giecie pasów 7, oraz katowników 8, tak iz wszystkie sily tnace zostaja przeniesione na cienki srodnik 9 w kierunku jego prze¬ katni pod katem, równym w przyblizeniu 45°. Do podluznicy / jest przymocowana powloka 3, polaczona równiez z druga po¬ dluznica 2 i wykonana z blachy 11 z usztywnieniem zapomoca zeber 12, które sa sztywno polaczone zapomoca wezlówek 13 z zebrami 10 podluznicy 1 i jednocze¬ snie z katownikami 8 górnego pasa 7. Po¬ dobnie jest równiez wykonane polaczenie dzwigaru 1 z poprzednia krawedzia natar¬ cia 5, przyczem odpowiednie ksztaltowniki sa oznaczone liczbami 11', 12', 13'. Górna blacha 14, narazona na sciskanie i rozciaga¬ nie, laczy obydwie blachy 11, 11' górnej po¬ wloki i pas 7 w jedna calosc.Laczenie poszczególnych ksztaltowni¬ ków wezla w jedna calosc, uskutecznia sie zapomoca lutowania w nastepujacy sposób.Katownik 8 zaopatruje sie w otwory 15, przez które wpuszcza sie stosunkowo trud¬ no topliwe miekkie spoiwo w szczeliny mie¬ dzy katownikami 8 a pasem 7 oraz blacha srodnika 9 podluznicy /. Nawprost pasa 7, w miejscach przylegania don katownika 8, wykonywa sie stosunkowo niewiele otwo¬ rów, poniewaz do przenoszenia sil tnacych wystarcza stosunkowo niewielkie po¬ wierzchnie lutowania, natomiast ze srodni- kiem 9 podluznicy 1 katownik 8 jest zlu¬ towany naogól na calej powierzchni. Zebra 10 maja przekroje w ksztalcie litery U i sa z obydwóch stron przylutowane do blachy 9. Nastepnie zapomoca nieco latwiej topli- wego spoiwa przylutowywuje sie wezlówki 13 do zeber 10 i do katownika 8 po zalo- - 3 —zeniu tych wezlówek bakami 16 na katow¬ niki 8 na stosunkowo duzej powierzchni W celu usztywnienia przeciw wyginaniu sie blachy wezlówek, wolne brzegi tych ostat¬ nich zaopatruje sie w nalutowane katowni¬ ki ze szczególnie cienkiej i ewentualnie miekkiej blachy.Chcac umknac otworów 15 w katowni¬ kach 8 wystarczy katowniki te uprzednio pocynowac w miejscach podlegajacych lu¬ towaniu i ewentualnie mozna pocynowac równiez miejscami pas 7 i odpowiednie miejsca srodnika 9 takf iz z chwila docisnie¬ cia tych miejsc zapomoca rozgrzanej lu¬ townicy przygotowana uprzednio po¬ wierzchnia zostaje zlutowana.Katowniki, usztywniajace przeciw wy¬ ginaniu sie blachy, np, katowniki 17 wezló¬ wek 13, moga byc równiez zastosowane tam, gdzie chodzi o usztywnienie szcze¬ gólnie dlugich obrzezy blach. Katowniki te moga byc dostosowane latwo do ewentual¬ nie nawet krzywych linij obrzezy, ponie¬ waz sa waskie i w razie potrzeby wykona¬ ne z miekkiego metalu.Powyzsze wykonanie wezla podane jest tylko tytulem przykladu, mozna bowiem w ten sposób laczyc ze soba zapomoca luto¬ wania równiez ciegna pasowe, rurki pra¬ cujace na sciskanie (zwlaszcza rurki czwo¬ rokatne) z plaskiemi koncami oraz inne ksztaltowniki. W szczególnosci plywaki wodnoplatowców mozna bardzo latwo wy¬ konywac sposobem wedlug wynalazku na¬ wet z twardej blachy bronzowej, poniewaz o wiele latwiej mozna osiagnac szczelnosc w miejscach lutowanych, niz w miejscach nitowanych.Co do powlok 3, 4, 5 i 6 nalezy zazna¬ czyc, ze lokalne sily, wystepujace wpobli- zu powlok wskutek ssacego dzialania prze¬ plywajacego pradu powietrza, daza do roz¬ chylenia zlutowanych szwów. Sily te jed¬ nakze z reguly sa o wiele mniejsze np, od sil, wystepujacych w lutowanych szwach polaczen górnych blach 14 w wezle. W ra¬ zie potrzeby mozna odpowiednie miejsca zabezpieczyc przed rozchyleniem blach zapomoca specjalnej nakladki, W polaczeniach wedlug fig. 4 i 5, w ce¬ lu unikniecia wiekszych naprezen gnacych w lutowanym szwie, gietkosc nalozonych na siebie brzegów dwóch blach 18 i 19 zo¬ staje osiagnieta dwojako, a mianowicie po pierwsze dzieki nacieciu brzegów w postaci zebów 20 i po wtóre dzieki zwezeniu po¬ wierzchni 21 ku koncowej krawedzi bla¬ chy, co zapobiega sztywnosci w miejscu szwu i niebezpieczenstwu rozchylenia blach.Na fig. 6 przedstawiono kilka odmian polaczen z nakladkami, a mianowicie po¬ laczenie w nakladke i dwa polaczenia w nakladke z pojedyncza nakladka i z po¬ dwójna nakladka. Wszystkie te polaczenia moga byc wykonane wedlug fig. 4 i 5 i mo¬ ga byc zastosowane zasadniczo do wszyst¬ kich polaczen, np. do polaczen w wezle przedstawionych na fig. 3.Na fig. 7 przedstawiono schematycznie polaczenia dwu nalozonych na siebie blach i wykresy momentów gnacych. Momenty gnace przedstawione na wykresach mogly¬ by w kazdym razie przy uzyciu grubszych blach wytworzyc w miejscu lutowania nie- tylko sily tnace, ale i dosc znaczne sily roz¬ rywajace, normalne do powierzchni styku blach, które zazwyczaj sa przyczyna roze¬ rwania szwu w lutowanych polaczeniach.Wykonanie szwu wedlug fig. 4 i 5, w któ- rem sily normalne maja bardzo nieznaczna wielkosc, usuwa to niebezpieczenstwo, przyczem w razie potrzeby mozna zastoso¬ wac w miejscach zlaczenia dodatkowe pa¬ sy, wytrzymale na zginanie, o ksztaltach zapewniajacych pewna gietkosc tych pa¬ sów.Przy laczeniu bardzo cienkich blach sposobem wedlug wynalazku, zaleca sie blachy te przed uzyciem okleic tektura lub sztywnym papierem, w celu usztywnienia tych blach, a potem lacznie z naklejonym papierem laczyc te blachy po obnazeniu — 4 —miejsc lutowania. Po zlutowaniu blach na¬ lezy papier usunac, np. przez zdzieranie go lub odkle jenie zapomoca odpowiedniego rozpuszczalnika. W ten sposób mozna u- niknac wypaczenia nawet bardzo cienkiej blachy.Aby polaczyc blachy, którym trzeba na¬ dac pewne naprezenie wstepne, mozna pod¬ czas lutowania brzegów przesuwac przed lutownica po blasze ogrzany walec lub na¬ rzedzie, tak iz blacha zostaje przylutowana na goraco, wskutek czego po ochlodzeniu blacha zostaje naprezona.Korzystne jest usuniecie przed luto¬ waniem górnej warstwy blachy zapomoca tarczy szmerglowej lub zapomoca strumie¬ nia piasku, przyczem w szczególnosci przy¬ gotowanie powierzchni zapomoca krazka szlifierskiego pozwala nietylko usunac gór¬ na warstewke, ale nadaje równiez po¬ wierzchni chropowatosc, pozadana ze wzgledu na lepsze przyleganie spoiwa. PL