RU208563U1 - AIRCRAFT PROTECTION PANEL - Google Patents
AIRCRAFT PROTECTION PANEL Download PDFInfo
- Publication number
- RU208563U1 RU208563U1 RU2021107027U RU2021107027U RU208563U1 RU 208563 U1 RU208563 U1 RU 208563U1 RU 2021107027 U RU2021107027 U RU 2021107027U RU 2021107027 U RU2021107027 U RU 2021107027U RU 208563 U1 RU208563 U1 RU 208563U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tiles
- aircraft
- heat
- tile
- thermal
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/52—Protection, safety or emergency devices; Survival aids
- B64G1/58—Thermal protection, e.g. heat shields
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Critical Care (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к ракетно-космической технике и касается конструктивных элементов плиточной теплозащиты фюзеляжа, крыльев, стабилизаторов и прочих конструктивных элементов летательного аппарата (ЛА). Защитная панель ЛА состоит из керамических плиток, которые приклеены к поверхности ЛА термостойким клеем вместе с индивидуальной эластичной подложкой, с тепловыми зазорами между гранями плиток. Тепловые зазоры полностью заполнены эластичным жаростойким материалом. Плитки имеют форму прямоугольных призм. При этом основания плиток смещены относительно друг друга по направлению одной из диагоналей основания плитки. Сверху на каждую плитку напрессована тонкостенная защитная оболочка из жаростойкого композитного материала с коэффициентом термического расширения таким же, как и у материала плитки. Достигается повышение прочности теплозащитного покрытия ЛА и уменьшение вероятности его отрыва от обшивки корпуса. 4 ил.The utility model relates to rocket and space technology and concerns structural elements of slab thermal protection of the fuselage, wings, stabilizers and other structural elements of an aircraft (LA). The protective panel of the aircraft consists of ceramic tiles, which are glued to the surface of the aircraft with a heat-resistant adhesive together with an individual elastic substrate, with thermal gaps between the edges of the tiles. Thermal gaps are completely filled with elastic heat-resistant material. The tiles are in the form of rectangular prisms. In this case, the bases of the tiles are displaced relative to each other in the direction of one of the diagonals of the base of the tiles. On top of each tile, a thin-walled protective shell made of a heat-resistant composite material is pressed with a coefficient of thermal expansion the same as that of the tile material. EFFECT: increased strength of the aircraft heat-shielding coating and reduced probability of its separation from the hull skin. 4 ill.
Description
Полезная модель относится к ракетно-космической технике: конструктивным элементам плиточной теплозащиты фюзеляжа, крыльев, стабилизаторов и прочих конструктивных элементов летательного аппарата.The utility model relates to rocket and space technology: structural elements of the fuselage heat shield, wings, stabilizers and other structural elements of the aircraft.
Ближайшим аналогом является защитная панель космического корабля «Буран» (см. https://www.buran.ru/htm/tersaf.h).The closest analogue is the protective panel of the Buran spacecraft (see https://www.buran.ru/htm/tersaf.h).
Теплозащита ЛА при спуске подвергается сильному нагреву и большим динамическим нагрузкам. При входе в атмосферу максимальные нагрузки действуют приблизительно 10 мин. Нижняя и большие части боковых поверхностей ЛА нагреваются до 100°С, акустические нагрузки достигают 165 ДБ, вибрации доходят до 35 ГЦ/дюйм.The thermal protection of the aircraft during descent is exposed to strong heating and high dynamic loads. Upon entering the atmosphere, the maximum loads are valid for approximately 10 minutes. The lower and large parts of the side surfaces of the aircraft are heated to 100 ° C, acoustic loads reach 165 dB, vibrations reach 35 Hz / inch.
Вся нижняя часть и боковые поверхности ЛА защищены многоразовой теплозащитой в виде легких керамических плиток с низким коэффициентом термического расширения, приклеенных вместе с индивидуальной эластичной подложкой к корпусу ЛА.The entire lower part and side surfaces of the aircraft are protected by reusable thermal protection in the form of lightweight ceramic tiles with a low coefficient of thermal expansion, glued together with an individual elastic backing to the aircraft body.
В основном плитки имеют форму прямоугольной призмы, наряду с этим имеются плитки специальных форм и размеров. Размер плиток зависит от величины теплового зазора и ограничен прочностью при тепловых и механических нагрузках. Большинство плиток имеют размеры верхней и нижней граней 150×150 мм. Толщина плиток зависит от температуры нагрева корпуса ЛА. На самой теплонапряженной нижней части ЛА толщина плитки составляет: у носка 32-58 мм, в средней части 50-55 мм, в хвостовой 60-72 мм.Basically, the tiles are in the shape of a rectangular prism, along with this, there are tiles of special shapes and sizes. The size of the tiles depends on the size of the thermal gap and is limited by the strength under thermal and mechanical stress. Most of the tiles have a top and bottom edge of 150 × 150 mm. The thickness of the tiles depends on the heating temperature of the aircraft body. On the most heat-stressed lower part of the aircraft, the thickness of the tiles is: at the nose 32-58 mm, in the middle part 50-55 mm, in the tail 60-72 mm.
Плитки изготовлены из керамического материала на основе волокон двуокиси кремния.The tiles are made of ceramic material based on silicon dioxide fibers.
Коэффициент термического расширения 5·10-7 1/град
Материал выдерживает температуру нагрева до 1250°СThe material can withstand heating temperatures up to 1250 ° С
Удельный вес плитки ТЗМК-25 0,25 г/см3 Specific weight of TZMK-25 tiles 0.25 g / cm 3
Предел прочности при сжатии 1,8 МПАCompressive strength 1.8 MPA
Сверху и на боковые грани плиток нанесено специальное покрытие, которое придает плитке прочность и защищает ее от атмосферных осадков. Для осуществления газообмена внутри плитки во время взлета и при спуске ЛА это покрытие отступает от низа боковых граней на 5 мм.A special coating is applied to the top and side edges of the tiles, which gives the tiles strength and protects them from atmospheric precipitation. To carry out gas exchange inside the tile during takeoff and descent of the aircraft, this coating retreats from the bottom of the side edges by 5 mm.
Плитки крепятся на корпусе ЛА с зазорами между гранями. Величина зазора определяется величиной расширения плитки при нагреве, а также величиной деформации корпуса от действий статических и динамических нагрузок. Основной размер зазора на нижние части ЛА - 1 мм, на верхние части - 1,4 мм, допуск +/- 0,4 мм.The tiles are mounted on the aircraft body with gaps between the edges. The size of the gap is determined by the size of the expansion of the tile during heating, as well as the amount of deformation of the body from the action of static and dynamic loads. The main size of the gap on the lower parts of the aircraft is 1 mm, on the upper parts - 1.4 mm, the tolerance is +/- 0.4 mm.
Зазоры между плитками заполнены термостойкой тканью из керамических нитей, которая сминается и расправляется.The gaps between the tiles are filled with a heat-resistant ceramic filament cloth, which crumples and spreads out.
Плитки приклеены к корпусу через эластичную подложку из синтетического фетра. Она уменьшает напряжения в плитке при деформации конструкции.The tiles are glued to the body through an elastic synthetic felt backing. It reduces the stresses in the tiles during deformation of the structure.
Для крепления слоев теплозащитного покрытия между собой (плитка+фетр) и всего элемента теплозащитного покрытия к обшивке (фетр+обшивка) использовался клей-герметик Эластосил 137-175М с рабочим диапазоном температур от минус -130°С до +300°С.To fasten the layers of the heat-protective coating to each other (tile + felt) and the entire element of the heat-protective coating to the skin (felt + covering), we used Elastosil 137-175M adhesive-sealant with an operating temperature range from minus -130 ° C to + 300 ° C.
Недостатки аналогаDisadvantages of analog
1. Керамический материал, из которого изготовлены плитки, жаростойкий и легкий, но имеет небольшую прочность, что создает большую трудность в эксплуатации летательного аппарата.1. The ceramic material from which the tiles are made is heat-resistant and lightweight, but has little strength, which makes it very difficult to operate the aircraft.
2. Специальное покрытие, которое наносится на плитку:2. The special coating applied to the tiles:
выгорает от действий больших температур,burns out from the action of high temperatures,
недолговечно,short-lived
недостаточно увеличивает прочность плитки.increases the strength of the tile insufficiently.
3. Защитная панель летательного аппарата в основном состоит из плиток, имеющих форму прямоугольных призм, при этом плитки между собой не связаны и существует большая вероятность их отрыва в полете от воздействий больших давлений воздушного потока, вибраций, кручений и изгибов корпуса ЛА.3. The protective panel of the aircraft mainly consists of tiles in the form of rectangular prisms, while the tiles are not interconnected and there is a high probability of their separation in flight from the effects of high air flow pressures, vibrations, twists and bends of the aircraft body.
Технической задачей, вытекающей из критики аналога, является повышение прочности плиток и уменьшение вероятности их отрыва от корпуса летательного аппарата.The technical problem arising from criticism of the analogue is to increase the strength of the tiles and reduce the likelihood of their separation from the aircraft body.
В связи с тем, что плитки имеют большую толщину, указанная техническая задача решается тем, что плитки вместо форм в виде прямоугольных призм имеют форму правильных наклонных призм, основания которых смещены относительно друг друга по направлению одной из диагоналей, при этом сверху на каждую плитку напрессована тонкостенная защитная оболочка из жаростойкого композитного материала с коэффициентом термического расширения таким же, как и у материала плитки. Для осуществления газообмена внутри плитки во время взлета и при спуске ЛА высота боковых граней оболочки меньше, чем у самой плитки.Due to the fact that the tiles have a large thickness, the specified technical problem is solved by the fact that the tiles, instead of shapes in the form of rectangular prisms, have the shape of regular inclined prisms, the bases of which are displaced relative to each other in the direction of one of the diagonals, while on top of each tile is pressed a thin-walled protective shell made of a heat-resistant composite material with the same coefficient of thermal expansion as that of the tile material. For the implementation of gas exchange inside the tile during takeoff and descent of the aircraft, the height of the side edges of the shell is less than that of the tile itself.
К преимуществу предлагаемого покрытия также можно отнести следующее:The advantage of the proposed coverage also includes the following:
боковые грани смежных плиток перекрываются, тем самым увеличивается их прочность на отрыв;the side faces of adjacent tiles overlap, thereby increasing their peel strength;
удельное давление на наклонных боковых гранях меньше из-за их большей площади при одинаковой толщине плитки;the specific pressure on the inclined side faces is less due to their larger area with the same tile thickness;
глубина теплового зазора больше, что увеличивает тепловое сопротивление;the depth of the thermal gap is greater, which increases the thermal resistance;
при ремонте плитку не сложно заменить новой;when repairing tiles, it is not difficult to replace with a new one;
форма плитки позволяет хорошо укладывать ее на криволинейные поверхности;the shape of the tile allows it to be well laid on curved surfaces;
при укладке плиток на цилиндрическую поверхность подрезается только одна ее грань;when laying tiles on a cylindrical surface, only one of its facets is cut;
для плоскости и цилиндрической поверхности предпочтительна квадратная форма плиток, для узких плоских поверхностей - ромбическая.for a plane and a cylindrical surface, the square shape of the tiles is preferable, for narrow flat surfaces - rhombic.
Заявленная полезная модель представлена на фиг. 1-2 и фотографиях 1, 2. The claimed utility model is shown in Fig. 1-2 and
На фиг. 1 изображена защитная панель.FIG. 1 shows a protective panel.
На фиг. 2 изображена часть защитной панели, показана плитка в плане и ее разрез.FIG. 2 shows a part of the protective panel, shows the tile in plan and its section.
На фиг. 1, фиг. 2 обозначено:FIG. 1, fig. 2 indicates:
1 - защитная панель;1 - protective panel;
2 - обшивка летательного аппарата;2 - aircraft skin;
3 - плитка;3 - tiles;
4 - зазор;4 - gap;
5 - оболочка плитки;5 - tile shell;
6 - эластичная подложка;6 - elastic backing;
7 - отступ боковой поверхности оболочки от нижней плоскости плитки.7 - offset of the lateral surface of the shell from the lower plane of the tile.
Защитная панель (1) предназначена для обеспечения тепловой защиты обшивки ЛА (2), плитки (З) защищают обшивку летательного аппарата от тепловых нагрузок, зазор (4) предназначен для компенсации температурного расширения плиток, оболочка (5) придает плитке прочность и улучшает ее эксплуатационные характеристики, эластичная подложка (6) уменьшает напряжения в плитке при деформации корпуса ЛА, отступ (7) предназначен для осуществления газообмена внутри плитки во время взлета и при спуске ЛА.The protective panel (1) is designed to provide thermal protection of the aircraft skin (2), the tiles (Z) protect the aircraft skin from thermal loads, the gap (4) is designed to compensate for the thermal expansion of the tiles, the shell (5) gives the tiles strength and improves their performance characteristics, the elastic substrate (6) reduces stresses in the tile during deformation of the aircraft body, the indent (7) is designed to carry out gas exchange inside the tile during takeoff and descent of the aircraft.
Для наглядности был изготовлен макет защитной панели летательного аппарата, который представлен на фотографиях 1 и 2.For clarity, a mock-up of the protective panel of the aircraft was made, which is shown in
Макет имеет размеры 1000×700 мм. Защищаемая поверхность имеет цилиндрическую форму радиусом 4 м. Плитки выполнены из твердого пенопласта. Размер плиток 150×150 мм и, толщина 50 мм. Верхнее основание плиток смещено относительно нижнего на 50 мм. Для плотной укладки плитки одна грань незначительно подрезалась. Плитки к поверхности приклеивались в разбежку.The model has dimensions of 1000 × 700 mm. The surface to be protected has a cylindrical shape with a radius of 4 m. The tiles are made of solid foam. The size of the tiles is 150 × 150 mm and the thickness is 50 mm. The upper base of the tiles is offset from the lower by 50 mm. For dense tile laying, one edge was slightly trimmed. The tiles were glued to the surface at a distance.
Не закрепленные плитки хорошо держатся в гнездах, но имеют возможность выхода под углом к поверхности покрытия.Unfastened tiles adhere well to the nests, but have the ability to exit at an angle to the surface of the coating.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021107027U RU208563U1 (en) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | AIRCRAFT PROTECTION PANEL |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021107027U RU208563U1 (en) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | AIRCRAFT PROTECTION PANEL |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU208563U1 true RU208563U1 (en) | 2021-12-23 |
Family
ID=80039639
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021107027U RU208563U1 (en) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | AIRCRAFT PROTECTION PANEL |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU208563U1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4439968A (en) * | 1982-09-15 | 1984-04-03 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Pre-stressed thermal protection systems |
US4804571A (en) * | 1985-08-12 | 1989-02-14 | Centre National D'etudes Spatiales | Reusable thermal protection member for an object subject to great heating |
RU3324U1 (en) * | 1995-05-04 | 1996-12-16 | Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики | BRONEELEMENT |
DE69403364T2 (en) * | 1993-03-09 | 1998-01-02 | Europ Propulsion | Process for the manufacture of heat protection elements, in particular for space vehicles |
RU2353849C1 (en) * | 2008-02-05 | 2009-04-27 | Борис Владимирович Крайнов | Fabricated heat-insulation structure |
RU110831U1 (en) * | 2011-07-20 | 2011-11-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | SECURITY PANEL |
RU2583532C1 (en) * | 2015-05-14 | 2016-05-10 | Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Protective aircraft panel |
-
2021
- 2021-03-16 RU RU2021107027U patent/RU208563U1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4439968A (en) * | 1982-09-15 | 1984-04-03 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Pre-stressed thermal protection systems |
US4804571A (en) * | 1985-08-12 | 1989-02-14 | Centre National D'etudes Spatiales | Reusable thermal protection member for an object subject to great heating |
DE69403364T2 (en) * | 1993-03-09 | 1998-01-02 | Europ Propulsion | Process for the manufacture of heat protection elements, in particular for space vehicles |
RU3324U1 (en) * | 1995-05-04 | 1996-12-16 | Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики | BRONEELEMENT |
RU2353849C1 (en) * | 2008-02-05 | 2009-04-27 | Борис Владимирович Крайнов | Fabricated heat-insulation structure |
RU110831U1 (en) * | 2011-07-20 | 2011-11-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | SECURITY PANEL |
RU2583532C1 (en) * | 2015-05-14 | 2016-05-10 | Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Protective aircraft panel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2660050T3 (en) | Anti-crack strips embedded in metal structures | |
KR101164677B1 (en) | Armor system with monolithic ceramic shell | |
US20040091699A1 (en) | Flexible insulation blanket having a ceramic matrix composite outer layer | |
US10792891B2 (en) | Polymer matrix-ceramic matrix hybrid composites for high thermal applications | |
RU208563U1 (en) | AIRCRAFT PROTECTION PANEL | |
US8864073B1 (en) | Aeroshell thermal protection system and method | |
RU2016138852A (en) | STRUCTURE OF THE AIRCRAFT TO ENSURE HIGH RESISTANCE TO THE DELAY OF THE COMPOSITE STRINGER | |
US9567113B2 (en) | Thermal seal with thermally induced shape change | |
CN102458991A (en) | Method for installing heat shielding on a fixed internal structure of a jet engine nacelle | |
WO2008092971A1 (en) | Structure of composite material for aircraft fuselages and method for manufacture thereof | |
US20150226156A1 (en) | Non-Axisymmetric Fixed or Variable Fan Nozzle for Boundary Layer Ingestion Propulsion | |
US4439968A (en) | Pre-stressed thermal protection systems | |
US20140106116A1 (en) | Composite structure core crush prevention | |
CN113474547A (en) | Expandable cellular system for sandwich panels | |
RU2762806C1 (en) | Aircraft protection panel | |
US2924537A (en) | Laminated thermal insulation | |
CN111572822B (en) | Flexible heat-proof structure | |
US11667408B2 (en) | Metal encapsulated ceramic tile thermal insulation, and associated systems and methods | |
Gong et al. | Thermal response of space shuttle wing during reentry heating | |
WO2012032208A1 (en) | Method for the production of t-shaped stringers, which reduces the sombrero effect, and curing tool for same | |
Sun et al. | Variable camber wing based on shape memory polymer skin | |
US1510133A (en) | Protecting device for fuel tanks | |
US2353447A (en) | Method of producing structural elements | |
RU2702807C1 (en) | Antenna fairing with combined radio and optical channels | |
Zell et al. | The block-ablator-in-a-honeycomb heat shield architecture overview |