RU2144485C1 - Нервюра летательного аппарата - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к авиастроению, в частности к производству элементов силового набора. Нервюра летательного аппарата содержит по крайней мере в одном из поперечных сечений линию границы сечения, и по крайней мере часть длины линии границы сечения выполнена в виде фрагмента или комбинации фрагментов косого конического сечения прямого кругового конуса. Изобретение направлено на повышение прочностных свойств (жесткости) при работе в условиях циклического знакопеременного изгиба, повышенную эффективность фиксации при размещении нервюры в объеме между корпусом и прилегающей деталью. 15 з. п.ф-лы, 24 ил.

Description

Изобретение относится к авиастроению, в частности к производству элементов силового набора летательного аппарата, например прокатом, штамповкой, волочением, механической обработкой, экструзией или порошковой металлургией.

Уровень техники
Аналогами к предлагаемому устройству можно считать:
1. Силовой элемент конструкции, авторское свидетельство СССР N 967017 , МКИ B 64 C 1/06, опубл. 30.10.91, содержащий в поперечном сечении линию границы сечения.

Недостатками аналога являются:
А) отсутствие конструктивно заложенной направленности прочностных свойств (жесткости) при работе в условиях циклического изгиба, что существенно утяжеляет конструкцию нервюры. При проектировании конструкций нервюры, как правило, известна ее будущая сложная схема нагружения, в том числе плоскость или плоскости наибольших изгибающих моментов. Создание нервюры с одинаковой толщиной по длине сечения в этой ситуации является нерациональным, утяжеляющим нервюра и в целом конструкцию летательного аппарата.

Б) низкая эффективность фиксации при размещении в объеме между корпусом нервюры и прилегающей деталью, например деталью крепежа силового набора, компаундмассы.

Создание конструкции нервюры с границей поперечного сечения в виде прямых линий является нерациональным и не способствует эффективному сцеплению поверхности нервюры с компаундмассой.

В) не эффективное использование трения сцепления поверхности нервюры с контактирующей деталью силового набора в условиях сложного знакопеременного нагружения.

Создание конструкции нервюры с границей поперечного сечения в виде прямых линий является нерациональным и не способствует эффективному сцеплению поверхности нервюры с контактирующей деталью силового набора.

Г) отсутствие конструктивно заложенного свойства нервюры, обеспечивающего снижение усилий сжатия для достижения упругой деформации участков поверхности нервюры с целью предотвращения самораскручивания деталей резьбового соединения, контактирующих с поверхностью нервюры. Снижение усилий сжатия позволит уменьшить габариты деталей крепежа, что приведет к снижению массы конструкции.

Создание конструкции нервюры с границей поперечного сечения в виде прямых линий является нерациональным и не способствует снижению усилий сжатия для формирования на поверхности нервюры областей упругой деформации. Чем больше поверхность сжатия, тем больше требуются усилия сжатия для достижения упругодеформированного состояния нервюры.

Д) низкая теплопроводность нервюры при контакте с более нагретой средой, например с внутренним объемом приборного отсека.

Создание конструкции нервюры с границей поперечного сечения в виде прямых линий является нерациональным и не способствует повышению теплопроводности.

Е) низкая достоверность определения изготовителя нервюры вследствие отсутствия на его корпусе (например, на границе поперечного сечения) идентификатора производителя. Применяемые в настоящее время маркировки изделий являются недолговечными, а клеймения приводят к ослаблению конструкции детали, появлению на ней зон с концентраторами напряжения и микротрещинами. При выходе из строя конструкции нервюры или аварии по вине нервюры (бракованной или неправильно спроектированной нервюры), не имеющей на корпусе идентификатора производителя, крайне затруднителен процесс поиска производителя и устранение причины неисправности.

Ж) низкая достоверность определения участка размещения нервюры вследствие отсутствия на ее корпусе (например, на границе поперечного сечения) идентификатора места расположения. Применяемые в настоящее время маркировки изделий являются недолговечными, а клеймения приводят к ослаблению конструкции детали, появлению на ней зон с концентраторами напряжения и микротрещинами. При аварии с большим разбросом деталей по местности и установлении ее причин идентификация нервюры, не имеющей на корпусе идентификатора участка размещения, крайне затруднена, что зачастую приводит к усложнению процесса установления причин аварии.

2. Нервюра, описанная в патенте РФ N 2073188, МКИ F 42 B 15/00, опубл. 10.02.97, содержащая зажимные элементы на боковой поверхности, а в поперечном сечении линию границы сечения.

Недостатками аналога являются:
А) отсутствие конструктивно заложенной направленности прочностных свойств (жесткости) при работе в условиях циклического изгиба, что существенно утяжеляет конструкцию нервюры. При проектировании конструкций нервюры, как правило, известна его будущая сложная схема нагружения, в том числе плоскость или плоскости наибольших изгибающих моментов. Создание нервюры с одинаковой толщиной по длине сечения в этой ситуации является нерациональным, утяжеляющим нервюру и в целом конструкцию летательного аппарата.

Б) низкая эффективность фиксации при размещении в объеме между корпусом нервюры и прилегающей деталью, например деталью крепежа силового набора, компаундмассы.

Создание конструкции нервюры с границей поперечного сечения в виде прямых линий является нерациональным и не способствует эффективному сцеплению поверхности нервюры с компаундмассой.

В) не эффективное использование трения сцепления поверхности нервюры с контактирующей деталью силового набора в условиях сложного знакопеременного нагружения.

Создание конструкции нервюры с границей поперечного сечения в виде прямых линий является нерациональным и не способствует эффективному сцеплению поверхности нервюры с контактирующей деталью силового набора.

Г) отсутствие конструктивно заложенного свойства нервюры, обеспечивающего снижение усилий сжатия для достижения упругой деформации участков поверхности нервюры с целью предотвращения самораскручивания деталей резьбового соединения, контактирующих с поверхностью нервюры. Снижение усилий сжатия позволит уменьшить габариты деталей крепежа, что приведет к снижению массы конструкции.

Создание конструкции нервюры с границей поперечного сечения в виде прямых линий является нерациональным и не способствует снижению усилий сжатия для формирования на поверхности нервюры областей упругой деформации. Чем больше поверхность сжатия, тем больше требуются усилия сжатия для достижения упругодеформированного состояния нервюры.

Д) низкая теплопроводность нервюры при контакте с более нагретой средой, например с внутренним объемом приборного отсека.

Создание конструкции нервюры с границей поперечного сечения в виде прямых линий является нерациональным и не способствует повышению теплопроводности.

Е) низкая достоверность определения изготовителя нервюры вследствие отсутствия на его корпусе (например, на границе поперечного сечения) идентификатора производителя. Применяемые в настоящее время маркировки изделий являются недолговечными, а клеймения приводят к ослаблению конструкции детали, появлению на ней зон с концентраторами напряжения и микротрещинами. При выходе из строя конструкции нервюры или аварии по вине нервюры (бракованной или неправильно спроектированной нервюры), не имеющей на корпусе идентификатора производителя, крайне затруднителен процесс поиска производителя и устранение причины неисправности.

Ж) низкая достоверность определения участка размещения нервюры вследствие отсутствия на ее корпусе (например, на границе поперечного сечения) идентификатора места расположения. Применяемые в настоящее время маркировки изделий являются недолговечными, а клеймения приводят к ослаблению конструкции детали, появлению на ней зон с концентраторами напряжения и микротрещинами. При аварии с большим разбросом деталей по местности и установлении ее причин идентификация нервюры, не имеющей на корпусе идентификатора участка размещения, крайне затруднена, что зачастую приводит к усложнению процесса установления причин аварии.

Наиболее близким по технической сущности прототипом к предлагаемому устройству является нервюра летательного аппарата, содержащая по крайней мере в одном из поперечных сечений линию границы сечения. Проектирование самолетов. Бадягин А.А. и др. М.: Машиностроение, 1972, с. 516.

Недостатками прототипа являются:
А) отсутствие конструктивно заложенной направленности прочностных свойств (жесткости) при работе в условиях циклического изгиба, что существенно утяжеляет конструкцию нервюры. При проектировании конструкций нервюры, как правило, известна ее будущая сложная схема нагружения, в том числе плоскость или плоскости наибольших изгибающих моментов. Создание нервюры с одинаковой толщиной по длине сечения в этой ситуации является нерациональным, утяжеляющим нервюру и в целом конструкцию летательного аппарата.

Для повышения прочностных свойств: жесткости нервюры при известной схеме ее нагружения в конструкции, и в частности при известной плоскости действия максимального изгибающего момента, целесообразно конструктивное заложение направленности прочностных свойств: жесткости поперечного сечения нервюры, т. е. целесообразно изготовление нервюры с поперечным сечением не в виде прямоугольника, а например, в виде фигуры с перераспределенной (удаленным центром масс сечения от подкрепляемой обшивки) массой, момент инерции которой максимален в плоскости изгибающего момента. Фигура может быть выполнена, например, в виде эллипса на "ножке". При сборке конструкции нервюра своей большей осью эллипса ориентируется в плоскости действия максимального изгибающего момента.

Б) низкая эффективность фиксации при размещении в объеме между корпусом нервюры и прилегающей деталью, например деталью крепежа силового набора, компаундмассы.

Создание конструкции нервюры с границей поперечного сечения в виде прямых линий является нерациональным и не способствует эффективному сцеплению поверхности нервюры с компаундмассой.

Для повышения эффективности фиксации целесообразно выполнение нервюры в поперечном сечении, например в виде чередующихся элементов эллипса, что увеличивает периметр сечения (длину линии границы сечения), а следовательно, и поверхность соприкосновения нервюры с компаундмассой.

В) не эффективное использование трения сцепления поверхности нервюры с контактирующей деталью силового набора в условиях сложного знакопеременного нагружения.

Создание конструкции нервюры с границей поперечного сечения в виде прямых линий является нерациональным и не способствует эффективному сцеплению поверхности нервюры с контактирующей деталью силового набора.

Для повышения эффективности использования трения сцепления целесообразно выполнение нервюры в поперечном сечении, например, в виде чередующихся выпуклых и вогнутых, относительно срединной оси сечения нервюры, элементов эллипса или гиперболы, что приводит к появлению на поверхности нервюры чередующихся возвышенностей и впадин (шероховатости) и увеличивает трение сцепления с деталью силового набора в условиях сложного знакопеременного нагружения.

Г) отсутствие конструктивно заложенного свойства нервюры, обеспечивающего снижение усилий сжатия для достижения упругой деформации участков поверхности нервюры с целью предотвращения самораскручивания деталей резьбового соединения (деталей крепежа), контактирующих с поверхностью нервюры. Снижение усилий сжатия позволит уменьшить габариты деталей крепежа, что приведет к снижению массы конструкции.

Создание конструкции нервюры с границей поперечного сечения в виде прямых линий является нерациональным и не способствует снижению усилий сжатия для формирования на поверхности нервюры областей упругой деформации. Чем больше поверхность сжатия, тем больше требуются усилия сжатия для достижения упругодеформированного состояния нервюры.

Для снижения усилий сжатия и получения упругой деформации на участках поверхности нервюры целесообразно выполнение нервюры с линией границы поперечного сечения, отличной от прямой линии, например, в виде элементов эллипса, гиперболы или параболы, т.е. в виде фрагментов или комбинации фрагментов косого конического сечения прямого кругового конуса. При сжатии нервюры деталями крепежа (болтами, заклепками) усилия передаются через его выступающие части (элементы косого конического сечения), и именно на них формируются области упругой деформации. Усилия для формирования областей деформаций требуются гораздо меньшие, чем при сжатии диска по всей его поверхности за счет меньшей площади соприкосновения выступающих частей нервюры с деталями крепежа.

Д) низкая теплопроводность нервюры при контакте с более нагретой средой, например с внутренним объемом приборного отсека.

Создание конструкции нервюры с границей поперечного сечения в виде прямых линий является нерациональным и не способствует повышению теплопроводности.

Для повышения теплопроводности целесообразно выполнение границы поперечного сечения нервюры, например, в виде чередующихся выпуклых и вогнутых, относительно срединной оси сечения нервюры, элементов эллипса или гиперболы, что приводит к появлению на поверхности нервюры чередующихся возвышенностей и впадин (шероховатости). Тем самым увеличивается боковая поверхность нервюры, а следовательно, поверхность контакта с более нагретой средой, что приводит к повышению его теплопроводности.

Е) низкая достоверность определения изготовителя нервюры вследствие отсутствия на ее корпусе (например, на границе поперечного сечения) идентификатора производителя. Применяемые в настоящее время маркировки изделий являются недолговечными, а клеймения приводят к ослаблению конструкции детали, появлению на ней зон с концентраторами напряжения и микротрещинами. При выходе из строя конструкции нервюры или аварии по вине нервюры (бракованной или неправильно спроектированной нервюры), не имеющей на корпусе идентификатора производителя, крайне затруднителен процесс поиска производителя и устранение причины неисправности.

Для повышения достоверности определения изготовителя нервюры часть линии границы поперечного сечения может выполняться по форме в виде фрагмента или комбинации фрагментов косого конического сечения прямого кругового конуса, т. е. участка линии, которую образует поверхность прямого кругового конуса и секущая плоскость, не проходящая через его вершину. Причем для идентификации конкретного изготовителя не имеет значения конкретный частный случай выполнения этой линии, т.е. эллипс это, гипербола или парабола. Так, например, для идентификации одного из изготовителей может быть выбрана первая четверть линии границы сечения, а вторая четверть - для идентификации другого изготовителя. Кроме того, в зависимости от конкретного изготовителя (его особенностей) первая четверть будет выполняться из участка эллипса, гиперболы или параболы. Любой участок кривых, объединенных понятием "коническое сечение", однозначно идентифицируется с помощью известных математических методов [1-5] .

Ж) низкая достоверность определения участка размещения нервюры вследствие отсутствия на ее корпусе (например, на границе поперечного сечения) идентификатора места расположения. Применяемые в настоящее время маркировки изделий являются недолговечными, а клеймения приводят к ослаблению конструкции детали, появлению на ней зон с концентраторами напряжения и микротрещинами. При аварии с большим разбросом деталей по местности и установлении ее причин идентификация нервюры, не имеющей на корпусе идентификатора участка размещения, крайне затруднена, что зачастую приводит к усложнению процесса установления причин аварии.

Для повышения достоверности определения участка размещения нервюры часть линии (отрезок) границы поперечного сечения может выполняться по форме в виде фрагмента или комбинации фрагментов косого конического сечения прямого кругового конуса, т.е. участка линии, которую образует поверхность прямого кругового конуса и секущая плоскость, не проходящая через его вершину. Причем для идентификации конкретного места расположения нервюры не имеет значения конкретный частный случай выполнения этой линии, т.е. эллипс это, гипербола или парабола.

Сущность изобретения
Задачей изобретения является создание нервюры, обеспечивающей:
конструктивно заложенную направленность прочностных свойств (жесткости) при работе, например, в условиях циклического знакопеременного изгиба;
повышенную эффективность фиксации при размещении в объеме между корпусом нервюры и прилегающей деталью, например деталью крепежа силового набора или обшивкой, компаундмассы;
эффективное использование трения сцепления поверхности нервюры с контактирующей деталью силового набора в условиях сложного знакопеременного нагружения;
снижение усилий сжатия для достижения упругой деформации участков поверхности нервюры с целью предотвращения самораскручивания деталей резьбового соединения (деталей крепежа), контактирующих с поверхностью нервюры;
повышенную теплопроводность при контакте с более нагретой средой, например с внутренним объемом приборного отсека;
повышенную достоверность определения изготовителя нервюры путем формирования на ее поверхности (например, на границе поперечного сечения) идентификатора производителя;
повышенную достоверность определения участка размещения нервюры путем формирования на ее поверхности (например, на границе поперечного сечения) идентификатора участка размещения нервюры.

Указанный технический результат изобретения достигается тем, что нервюра летательного аппарата содержит по крайней мере в одном из поперечных сечений линию границы сечения, и по крайней мере часть длины линии границы сечения выполнена в виде фрагмента или комбинации фрагментов косого конического сечения прямого кругового конуса.

При этом обеспечивается:
А) конструктивно заложенная направленность прочностных свойств (жесткости) при работе в условиях циклического знакопеременного изгиба. При проектировании конструкций нервюры, как правило, известна ее будущая сложная схема нагружения, в том числе плоскость или плоскости наибольших изгибающих моментов. Создание нервюры с одинаковой толщиной по длине сечения в этой ситуации является нерациональным, утяжеляющим нервюру и в целом конструкцию летательного аппарата.

Для повышения прочностных свойств: жесткости нервюры при известной схеме ее нагружения в конструкции, и в частности при известной плоскости действия максимального изгибающего момента, целесообразно конструктивное заложение направленности прочностных свойств: жесткости поперечного сечения нервюры. Т. е. целесообразно изготовление нервюры с поперечным сечением не в виде прямоугольника, а, например, в виде фигуры с перераспределенной (удаленным центром масс сечения от подкрепляемой обшивки) массой, момент инерции которой максимален в плоскости изгибающего момента. Фигура может быть выполнена, например, в виде эллипса на "ножке". При сборке конструкции нервюра своей большей осью эллипса ориентируется в плоскости действия максимального изгибающего момента.

Б) повышенная эффективность фиксации при размещении в объеме между корпусом нервюры и прилегающей деталью, например деталью крепежа силового набора, компаундмассы.

Создание конструкции нервюры с границей поперечного сечения в виде прямых линий является нерациональным и не способствует эффективному сцеплению поверхности нервюры с компаундмассой.

Для повышения эффективности фиксации целесообразно выполнение нервюры в поперечном сечении, например, в виде чередующихся элементов эллипса, что увеличивает периметр сечения (длину линии границы сечения), а следовательно, и поверхность соприкосновения нервюры с компаундмассой.

В) эффективное использование трения сцепления поверхности нервюры с контактирующей деталью силового набора в условиях сложного знакопеременного нагружения. Создание конструкции нервюры с границей поперечного сечения в виде прямых линий является нерациональным и не способствует эффективному сцеплению поверхности нервюры с контактирующей деталью силового набора.

Для повышения эффективности использования трения сцепления целесообразно выполнение нервюры в поперечном сечении, например, в виде чередующихся выпуклых и вогнутых, относительно срединной оси сечения нервюры, элементов эллипса или гиперболы, что приводит к появлению на поверхности нервюры чередующихся возвышенностей и впадин (шероховатости) и увеличивает трение сцепления с деталью силового набора в условиях сложного знакопеременного нагружения.

Г) снижение усилий сжатия для достижения упругой деформации участков поверхности нервюры с целью предотвращения самораскручивания деталей резьбового соединения (деталей крепежа), контактирующих с поверхностью нервюры. Снижение усилий сжатия позволит уменьшить габариты деталей крепежа, что приведет к снижению массы конструкции. Создание конструкции нервюры с границей поперечного сечения в виде прямых линий является нерациональным и не способствует снижению усилий сжатия для формирования на поверхности нервюры областей упругой деформации. Чем больше поверхность сжатия, тем больше требуются усилия сжатия для достижения упругодеформированного состояния нервюры.

Для снижения усилий сжатия и получения упругой деформации на участках поверхности нервюры целесообразно выполнение нервюры с линией границы поперечного сечения, отличной от прямой линии, например, в виде элементов эллипса, гиперболы или параболы, т.е. в виде фрагментов или комбинации фрагментов косого конического сечения прямого кругового конуса. При сжатии нервюры деталями крепежа (болтами, заклепками) усилия передаются через его выступающие части (элементы косого конического сечения), и именно на них формируются области упругой деформации. Усилия для формирования областей деформаций требуются гораздо меньшие, чем при сжатии по всей его поверхности за счет меньшей площади соприкосновения выступающих частей нервюры с деталями крепежа.

Д) повышенная теплопроводность нервюры при контакте с более нагретой средой, например с внутренним объемом приборного отсека. Создание конструкции нервюры с границей поперечного сечения в виде прямых линий является нерациональным и не способствует повышению теплопроводности.

Для повышения теплопроводности целесообразно выполнение границы поперечного сечения нервюры, например, в виде чередующихся выпуклых и вогнутых, относительно срединной оси сечения нервюры, элементов эллипса или гиперболы, что приводит к появлению на поверхности нервюры чередующихся возвышенностей и впадин (шероховатости). Тем самым увеличивается боковая поверхность нервюры, а следовательно, поверхность контакта с более нагретой средой, что приводит к повышению ее теплопроводности.

Е) повышенная достоверность определения изготовителя нервюры вследствие наличия на ее корпусе (например, на границе поперечного сечения) идентификатора производителя. Применяемые в настоящее время маркировки изделий являются недолговечными, а клеймения приводят к ослаблению конструкции детали, появлению на ней зон с концентраторами напряжения и микротрещинами. При выходе из строя конструкции нервюры или аварии по вине нервюры (бракованной или неправильно спроектированной нервюры), не имеющей на корпусе идентификатора производителя, крайне затруднителен процесс поиска производителя и устранение причины неисправности.

Для повышения достоверности определения изготовителя нервюры часть линии границы поперечного сечения может выполняться по форме в виде фрагмента или комбинации фрагментов косого конического сечения прямого кругового конуса, т. е. участка линии, которую образует поверхность прямого кругового конуса и секущая плоскость, не проходящая через его вершину. Причем для идентификации конкретного изготовителя не имеет значения конкретный частный случай выполнения этой линии, т.е. эллипс это, гипербола или парабола. Так, например, для идентификации одного из изготовителей может быть выбрана первая четверть линии границы сечения, а вторая четверть - для идентификации другого изготовителя. Кроме того, в зависимости от конкретного изготовителя (его особенностей) первая четверть будет выполняться из участка эллипса, гиперболы или параболы. Любой участок кривых, объединенных понятием "коническое сечение", однозначно идентифицируется с помощью известных математических методов [1-5] .

Ж) повышенная достоверность определения участка размещения нервюры вследствие наличия на ее корпусе (например, на границе поперечного сечения) идентификатора места расположения. Применяемые в настоящее время маркировки изделий являются недолговечными, а клеймения приводят к ослаблению конструкции детали, появлению на ней зон с концентраторами напряжения и микротрещинами. При аварии с большим разбросом деталей по местности и установлении ее причин идентификация нервюры, не имеющей на корпусе идентификатора участка размещения, крайне затруднена, что зачастую приводит к усложнению процесса установления причин аварии.

Для повышения достоверности определения участка размещения нервюры часть линии (отрезок) границы поперечного сечения может выполняться по форме в виде фрагмента или комбинации фрагментов косого конического сечения прямого кругового конуса, т.е. участка линии, которую образует поверхность прямого кругового конуса и секущая плоскость, не проходящая через его вершину. Причем для идентификации конкретного места расположения нервюры не имеет значения конкретный частный случай выполнения этой линии, т.е. эллипс это, гипербола или парабола.

Предлагаемые идентификаторы выгодно отличаются от применяемых в настоящее время маркировок и клеймения за счет простоты их измерения известными метрологическими методами и однозначного распознавания их известными математическими методами. Маркировки на изделиях являются недолговечными, а клеймения приводят к ослаблению конструкции нервюры, появлению на ней зон с концентраторами напряжения и микротрещинами. При выходе из строя конструкции или аварии по вине нервюры (бракованной нервюры) идентификатор на ее корпусе однозначно определит производителя, что способствует оперативному устранению причины неисправности.

Следует отметить, что в настоящее время широкое распространение получила идентификация товара этикетками со штриховыми, знаковыми, цифровыми, буквенными кодами, а также датчиками - идентификаторами, выполненными в виде колебательных LC-контуров. Комбинация в коде букв, цифр, а также частота настройки LC-контура является идентификатором и однозначно определяет объект.

Упомянутые идентификаторы и способы их нанесения на объекты подробно описаны в описаниях к Патентам России:
N 2045780, МКИ G 06 K 11/00, опубл. 10.10.95;
N 2074696, МКИ A 61 H 39/00, опубл. 10.03.97;
N 2102246, МКИ B 42 D 15/00, опубл. 20.01.98;
N 2106689, МКИ G 06 K 17/00, опубл. 10.03.98;
N 2112958, МКИ G 01 N 21/64, опубл. 10.06.98,
а также в описаниях к Свидетельствам на полезную модель:
N 0005883, МКИ G 09 F 3/02, опубл. 16.01.98;
N 0006461, МКИ G 09 F 3/02, опубл. 16.04.98.

Однако использование вышеуказанных изобретений для идентификации произведенного нервюры, в силу специфики применения последней, не целесообразно и не эффективно.

Таким образом, поставленная цель изобретения достигается.

В процессе разработки материалов изобретения, и в частности технического результата и независимого пункта формулы изобретения, Заявитель осуществил оценку новизны изобретения по общим принципам и оценку изобретательского уровня по общим принципам, а также по "негативным" и "позитивным" правилам с использованием Правил составления, подачи и рассмотрения заявки на выдачу патента на изобретение (от 20 сентября 1993 года) и Рекомендаций по вопросам экспертизы заявок на изобретения и полезные модели (Издание 2-е, 1997 г.).

Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения критерию "изобретательский уровень" проведен дополнительный поиск известных технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного технического решения. Установлено, что заявленное техническое решение не следует явным образом из известного уровня техники. Не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками изобретения и не подтверждена известность влияния отличительных признаков на указанную совокупность технических результатов. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Нервюра может быть выполнена в поперечном сечении с переменным линейным размером, что позволит обеспечить конструктивно заложенную направленность прочностных свойств. Изменение линейного размера в сечении нервюры может быть достигнуто при формообразующих операциях.

Нервюра может быть выполнена в поперечном сечении с линейным размером в сечении, меняющимся многократно, возрастая и убывая, что позволит обеспечить конструктивно заложенную направленность прочностных свойств (в различных направлениях).

Нервюра может быть выполнена в поперечном сечении с линейным размером в сечении, меняющемся многократно и периодически, что позволит обеспечить конструктивно заложенное изменение его прочностных свойств.

Нервюра может быть выполнена в поперечном сечении со ступенчатой частью длины линии границы сечения, что позволит повысить технологичность сборки конструкций.

Нервюра может быть выполнена со ступенями, которые могут иметь увеличение или уменьшение линейного размера в сечении нервюры при переходе от одной ступени к другой, что позволит повысить технологичность сборки конструкций.

Нервюра может быть выполнена по крайней мере с одной выемкой на части длины линии границы сечения, что позволит повысить технологичность сборки конструкций.

Нервюра может быть выполнена по крайней мере с одним выступом на части длины линии границы сечения, что позволит повысить технологичность сборки конструкций.

Нервюра может быть выполнена по крайней мере с частью длины линии границы сечения, содержащей в сечении фрагменты и/или комбинации фрагментов многоугольника, что позволит повысить точность сборки конструкций при соединении выступа и выемки.

Нервюра может быть выполнена по крайней мере с частью длины линии границы сечения, содержащей в сечении фрагменты или комбинации переходящих друг в друга фрагментов косого конического сечения, что позволит повысить точность идентификации нервюры.

Нервюра может быть выполнена по крайней мере с одним разрывом линейного размера в сечении. Причем разрывы линейного размера в сечении могут выполняться многократно и периодически, что позволит повысить технологичность сборки конструкций.

Нервюра может быть выполнена по крайней мере с одной внутренней полостью, что позволит облегчить конструкцию нервюры.

Нервюра может быть выполнена по крайней мере с одной выемкой или по крайней мере с одним выступом в области сопряжения нервюры с обшивкой, что позволит облегчить конструкцию нервюры.

Нервюра может быть выполнена по крайней мере с одним подгибом части сечения, что позволит повысить технологичность сборки конструкций.

Термины, применяемые в заявке на изобретение
Под термином "стрингер" следует понимать продольный элемент силовой конструкции летательного аппарата или судна. Другими словами, стрингер (англ. stringer, от string - привязывать, скреплять) - продольное ребро жесткости (наряду с лонжероном) корпуса судна, летательного аппарата. Стрингеры судна опираются на флоры или шпангоуты или сами служат опорой для них. Стрингеры летательного аппарата опираются на обшивку (оболочку) летательного аппарата. На стрингеры опираются шпангоуты. Как правило, стрингеры изготавливаются в виде уголковых, тавровых, двутавровых профилей, швеллеров и т.п. Кроме того, стрингеры могут выполняться за одно с обшивкой.

Термин "стрингер" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Под термином "шпангоут" следует понимать поперечный элемент силовой конструкции летательного аппарата или судна. Другими словами, шпангоут (нидерл. spanthout),..1) - поперечное ребро жесткости бортовой обшивки судна (между днищем и палубой) или фюзеляжа летательного аппарата.

Фюзеляж (франц. fuselage, от fuseau - веретено) - корпус летательного аппарата. Связывает между собой крылья, оперение и (иногда) шасси. В фюзеляже обычно размешаются экипаж, пассажиры, грузы, оборудование.

Термин "шпангоут" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Под термином "лонжерон" следует понимать продольный формообразующий элемент силовой конструкции летательного аппарата или судна. Другими словами, лонжерон (франц. longeron, от longer - идти вдоль) - основной силовой элемент конструкции многих инженерных сооружений (самолетов, автомобилей, вагонов, мостов, кораблей и др.), располагающийся по длине конструкции. У самолетов, например, лонжероны совместно со стрингерами образуют продольный набор каркаса крыльев, фюзеляжа, оперения, рулей и элеронов.

Крыло - часть летательного аппарата, обеспечивающая подъемную силу при полете в атмосфере. Состоит из продольных (лонжероны, стрингеры) и поперечных (нервюры) элементов, к которым крепится обшивка (оболочка). Имеет комплекс устройств, изменяющих подъемную силу (например, закрылки) и лобовое сопротивление.

Оболочка, в строительной механике - тело, ограниченное двумя поверхностями, расстояние между которыми (толщина оболочки) мало по сравнению с другими его размерами. По форме срединной поверхности (делящей пополам толщину оболочки) различают оболочки цилиндрические, сферические, конические и др. Применяются в строительстве (в качестве покрытий), в авиации, судостроении и т.д.

Термин "лонжерон" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Под термином "нервюра" следует понимать поперечный формообразующий элемент силовой конструкции летательного аппарата или судна. В строительной механике нервюра (франц. nervure, от лат. nervus - жила) - арка из тесаных клинчатых камней, укрепляющая ребра свода. Система нервюр (главным образом в архитектуре готики) образует каркас, облегчающий кладку свода.

Термин "нервюра" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Под термином "косое коническое сечение" следует понимать линию, которую образует поверхность прямого кругового конуса и секущая плоскость, не проходящая через его вершину при условии, что угол между секущей плоскостью и осью прямого кругового конуса отличен от прямого угла [6].

Термин "косое коническое сечение" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Под термином "идентификация" следует понимать установление соответствия как партии объектов, так и штучного объекта (товара) своему индивидуальному опознавательному знаку. Идентификация может быть осуществлена путем нанесения идентификатора (метки) на товар или введения идентификатора в товар (на его поверхность), например информационного сигнала о производителе стрингера в виде формы боковой поверхности гладкой части стержня стрингера.

Термин "идентификация" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Под термином "стержень" понимается конструктивный элемент, поперечные размеры которого, как правило, малы по сравнению с длиной.

Термин "стержень" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Под термином "прочностные свойства" следует понимать способность материала и его конструкции сопротивляться разрушению, а также изменению формы, в том числе необратимому изменению формы (пластической деформации) при действии внешних нагрузок, в узком смысле - только сопротивление разрушению. Прочностные свойства твердых тел обусловлены в конечном счете силами взаимодействия между атомами и ионами, составляющими тело. Понятие "прочностные свойства" более широкое, чем прочность и объединяет собственно прочность, жесткость и устойчивость. Прочностные свойства зависят не только от самого материала, формы его поперечного или продольного сечения, но и от вида напряженного состояния (растяжение, сжатие, изгиб и др.), от условий эксплуатации (температура, скорость нагружения, длительность и число циклов нагружения, воздействие окружающей среды и т. д.). В зависимости от всех этих факторов в технике приняты различные меры прочности: предел прочности, предел текучести, предел усталости и др. Повышение прочностных свойств материалов достигается термической и механической обработкой, введением легирующих добавок в сплавы, радиоактивным облучением, применением армированных и композиционных материалов, формированием поперечного (продольного) сечения с максимально возможным моментом инерции в плоскости действия изгибающего (крутящего) момента.

Термин "прочностные свойства" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Под термином "жесткость" в узком смысле понимается характеристика элемента конструкции, определяющая его способность сопротивляться деформации (растяжению, изгибу, кручению и т. д.); зависит от геометрических характеристик сечения и физических свойств материала (модулей упругости).

Термин "жесткость" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Под термином "деформация" (от лат. deformatio - искажение) понимается изменение взаимного расположения точек твердого тела, при котором меняется расстояние между ними в результате внешних воздействий. Деформация называется упругой, если она исчезает после удаления воздействия, и пластической, если она полностью не исчезает. Наиболее простые виды деформации - растяжение, сжатие, изгиб, кручение.

Термин "деформация" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Под термином "плоскость" понимается простейшая поверхность. Понятие плоскость (подобно точке и прямой) принадлежит к числу основных понятий геометрии. Плоскость обладает тем свойством, что любая прямая, соединяющая две ее точки, целиком принадлежит ей. Пересечение плоскостей образует линию.

Термин "плоскость" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Под термином "изгиб" понимается вид деформации, характеризующийся искривлением (изменением кривизны) оси или срединной поверхности элемента (балки, стержня, плиты и т. п.) под действием внешней нагрузки. Различают изгибы: чистый, поперечный, продольный, продольно-поперечный.

Термин "изгиб" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Под термином "линия" понимается (от лат. linea) общая часть двух смежных областей поверхности. Движущаяся точка описывает при своем движении некоторую линию. В аналитической геометрии на плоскости линии выражаются уравнениями между координатами их точек. В прямоугольной системе координат линии разделяются в зависимости от вида уравнений. Если уравнение линии имеет вид F(x,y), где F(x,y) - многочлен n-й степени относительно x, y, то линия называется алгебраической кривой n-го порядка. Линия 1-го порядка есть прямая. Конические сечения относятся к линиям 1-го и 2-го порядка. Примеры неалгебраических линий - графики тригонометрических функций, логарифмические функции, показательные функции.

Термин "линия" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Под термином "линия границы сечения" понимается линия, полученная вследствие пересечения цилиндрической поверхности (например, с уголковой формой профиля), образующей боковую поверхность силового элемента (стрингера, шпангоута, нервюры, лонжерона) с секущей плоскостью, проходящей по нормали к боковой поверхности силового элемента. Линия границы сечения сопряженной с линией границы обшивки.

Термин "линия границы сечения" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Под термином "комбинация" понимается (от позднелат. combinatio - соединение) сочетание, взаимное расположение чего-либо (напр., комбинация фрагментов линий).

Термин "комбинация" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Под термином "формообразующие операции" следует понимать гибку, скручивание, закатку, правку, вытяжку, рельефную формовку, прокатку и т.д. [7].

Термин "формообразующие операции" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Под термином "ось полки" следует понимать проходящую через сечение полки воображаемую прямую линию, характерную для данного сечения полки, например, наименьшего осевого момента инерции.

Термин "ось полки" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Под термином "ось стенки" следует понимать проходящую через сечение стенки воображаемую прямую линию, характерную для данного сечения стенки, например, наименьшего осевого момента инерции.

Термин "ось стенки" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Под термином "уголковая часть профиля" следует понимать часть сечения профиля, условно разделенного на две части линией, например, перпендикулярной оси полки.

Термин "уголковая часть профиля" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Под термином "наружная часть уголковой части профиля" следует понимать линию границы сечения профиля, находящуюся относительно средней линии сечения уголковой части профиля со стороны вершины уголковой части профиля.

Термин "наружная часть уголковой части профиля" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Под термином "внутренняя часть уголковой части профиля" следует понимать линию границы сечения профиля, находящуюся относительно средней линии сечения уголковой части профиля со стороны, противоположной стороне вершины уголковой части профиля.

Термин "внутренняя часть уголковой части профиля" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Под термином "средняя линия сечения профиля" следует понимать линию, образованную центрами наименьших по длине хорд границы сечения профиля.

Термин "средняя линия сечения профиля" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Под термином "край полки" следует понимать область, близлежащую к точке соединения наружной и внутренней частей уголковой части профиля.

Термин "край полки" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Под термином "вершина" следует понимать часть сечения профиля в месте сопряжения полки со стенкой, близлежащую к линии наружной границы сечения уголковой части профиля.

Термин "вершина" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Сущность изобретения и возможность его практической реализации поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено поперечное сечение нервюры, выполненное в виде швеллера, на фиг. 2, 3, 5, 6, 7-10 изображены примеры конструктивного выполнения поперечного сечения нервюры, на фиг. 4, 11-24 изображены примеры конструктивного выполнения частей поперечного сечения нервюры.

Нервюра (фиг. 1-3) содержит в поперечном сечении сопряжение, в том числе по части внутренней линии 1, полок 2 и 3 со стенкой 4, образующих пересечением осей 5 и 6 соответственно полок 2 и 3 и осью 7 стенки 4 углы 8 и 9 уголковых частей 10 и 11 профиля соответственно, причем часть внутренней линии 1 сопряжения полки 2 (3) со стенкой 4 по крайней мере одной уголковой части 10 (11) профиля, и/или по крайней мере часть наружной линии 12 (13) полки 2 (3) по крайней мере одной уголковой части 10 (11) профиля, и/или по крайней мере часть внутренней линии 14 (15) полки 2 (3) по крайней мере одной уголковой части 10 (11) профиля, и/или по крайней мере часть линии 16 стенки 4, и/или край 17 (18) по крайней мере одной полки 2 (3), и/или по крайней мере одна из вершин 19 (20) профиля выполнены в виде фрагмента косого конического сечения 21 прямого кругового конуса. На фиг. 1 также обозначена граница 22 условного раздела уголковых частей 10 и 11.

В примерах конструктивного выполнения нервюры, изображенной на фиг. 1-3, образуемый полками углы 8 и 9 могут составлять от 15^o до 165^o.

В примерах конструктивного выполнения нервюры, изображенной на фиг. 2, 3, 6, длина полок 2 и 3 отличается друг от друга.

В примере конструктивного выполнения на фиг. 2 нервюра выполнена в поперечном сечении в виде замкнутого контура. Полки 2 и 3 выполнены различной толщины.

В примере конструктивного выполнения нервюры, изображенной на фиг. 4, 5, полки 2 (3) выполнены переменной толщины.

В примерах конструктивного выполнения нервюры, изображенной на фиг. 6-8, 11, полка 2 и стенка 4 выполнены переменной толщины.

В примерах конструктивного выполнения нервюры, изображенной на фиг. 6-10, стенка 4 выполнена переменной толщины.

В примере конструктивного выполнения нервюры, изображенной на фиг. 6, толщина полки 2 убывает в направлении к краю 17, стенка 4 выполнена с увеличением толщины в направлении от полки 2 к полке 3. Толщины полок могут изменяться в различных направлениях: увеличиваться и/или уменьшаться к краю полки.

В примере конструктивного выполнения нервюры, изображенной на фиг. 7, стенка 4 выполнена с увеличением толщины в направлении от полок к внутренней части стенки.

В примере конструктивного выполнения нервюры, изображенной на фиг. 8, стенка 4 выполнена с уменьшением толщины в направлении от полок к внутренней части стенки.

В примерах конструктивного выполнения нервюры, изображенной на фиг. 9, 10, стенка 4 выполнена со ступенями 23.

В примере конструктивного выполнения нервюры, изображенной на фиг. 11, полка 2 (3) выполнена со ступенями 23. Ступени могут быть выполнены как с увеличением толщины полки 2 (3) при переходе от одной ступени к другой, так и с уменьшением.

В примере конструктивного выполнения нервюры, изображенной на фиг. 12, полка 2 (3) выполнена с подгибом 24.

В примерах конструктивного выполнения нервюры, изображенной на фиг. 13, 14, полка 2 (3) выполнена с подгибами 24, стенка 4 - подгибами 25. Подгибы 24 полки 2 (3) и/или 25 стенки 4 могут быть выполнены с многократным изменением вогнутости на противоположную, причем с различной величиной и/или направлением подгиба и/или расстоянием от вершины 19 (20) уголковой части профиля.

В примере конструктивного выполнения нервюры, изображенной на фиг. 15, часть сопряжения полки 2 (3) со стенкой 4 выполнена с выпуклостью 26 относительно вершины 19 (20) уголковой части 10 (11) профиля.

В примере конструктивного выполнения нервюры, изображенной на фиг. 16, часть сопряжения полки 2 (3) со стенкой 4 выполнена с выемкой 27 относительно вершины 19 (20) уголковой части 10 (11) профиля, а на фиг. 17 часть внутренней линии сопряжения 1 полки 2 (3) со стенкой 4 выполнена с выемкой 27.

В примере конструктивного выполнения нервюры, изображенной на фиг. 18, вершина 19 (20) профиля выполнена с выступом 28.

В примере конструктивного выполнения нервюры, изображенной на фиг. 19, вершина 19 (20) профиля выполнена с выемкой 29.

В примере конструктивного выполнения нервюры, изображенной на фиг. 20, часть длины поверхности полки 2 (3) или стенки 4 выполнены с выемками 30 и выступами 31. Кроме того, толщина сечения имеет разрыв 41.

В примере конструктивного выполнения нервюры, изображенной на фиг. 21, край 17 (18) полки 2 (3) выполнен с выемками 32 и выступом 33.

В примере конструктивного выполнения нервюры, изображенной на фиг. 22, край 17 (18) полки 2 (3) содержит окружность 39. Вершина профиля, и/или часть внутренней линии сопряжения полки со стенкой, и/или часть участка длины поверхности полки, и/или часть участка длины поверхности стенки, и/или часть участка края полки может содержать фрагменты и/или комбинации фрагментов: многоугольника (квадрата 34, прямоугольника 35, трапеции 36, ромба 37, треугольника 38 и т.д. и т.п.), конического сечения прямого кругового конуса (окружности 39, эллипса 40 и т.д. и т.п.).

В примере конструктивного выполнения нервюры, изображенной на фиг. 23, часть вершины 19 (20) профиля выполнена в виде фрагмента косого конического сечения 21 прямого кругового конуса.

В примере конструктивного выполнения нервюры, изображенной на фиг. 24, вершина 19 (20) профиля выполнена в виде фрагмента косого конического сечения 21 прямого кругового конуса.

Таким образом, применение данной конструкции нервюры позволит достичь задачи изобретения.

Литература
1. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. - М.: Наука, 1980. - 975 с.

2. Юсупов Р.М. Статистические методы обработки результатов наблюдений. - М.: МО, 1984. - 557 с.

3. Выгодский М.Я. Аналитическая геометрия. - М.: Физматгиз, 1963. - 468 с.

4. Ермаков С.М. Математическая теория оптимального эксперимента. - М.: Наука, 1987. - 317 с.

5. Демиденко Е.З. Линейная и нелинейная регрессии. - М.: Финансы и статистика, 1981. - 291 с.

6. Математический энциклопедический словарь. - М.: Советская энциклопедия, 1988. - 847 с.

7. В.А.Мастеров, В.С.Берковский. Теория пластической деформации и обработка металлов давлением. - М.: Металлургия, 1989. - 399 с.

8. Проектирование самолетов. Бадягин А.А. и др. - М.: Машиностроение, 1972, с. 516.

9. Космические аппараты. Под общ. ред. К.П. Феоктистова. - М.: Воениздат, 1983. - 319 с., ил.

10. Феодосьев В. И. Сопротивление материалов. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы. 1979. - 560 с.

11. Беляков И.Т., Борисов Ю.Д. Технологические проблемы проектирования летательных аппаратов. - М.: Машиностроение, 1978. - 240 с.

12. Толковый словарь русского языка. - М.: Азъ, 1993. - 960 с.

13. Математический энциклопедический словарь. - М.: Советская энциклопедия, 1988. - 847 с.

Claims (16)

1. Нервюра летательного аппарата, содержащая по крайней мере в одном из поперечных сечений линию границы сечения, отличающаяся тем, что по крайней мере часть длины линии границы сечения выполнена в виде фрагмента или комбинации фрагментов косого конического сечения прямого кругового конуса.

2. Нервюра по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена в сечении с переменным линейным размером.

3. Нервюра по п.2, отличающаяся тем, что линейный размер в сечении последней меняется, многократно возрастая и убывая.

4. Нервюра по п.3, отличающаяся тем, что линейный размер в сечении последней меняется многократно и периодически.

5. Нервюра по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что часть длины линии границы относительно центра масс сечения выполнена выпуклой.

6. Нервюра по любому из пп.1 - 5, отличающаяся тем, что часть длины линии границы относительно центра масс сечения выполнена вогнутой.

7. Нервюра по любому из пп.1 - 6, отличающаяся тем, что часть длины линии границы сечения выполнена ступенчатой.

8. Нервюра по п.7, отличающаяся тем, что ступени выполнены с увеличением линейного размера в сечении при переходе от одной ступени к другой или с уменьшением.

9. Нервюра по любому из пп.1 - 8, отличающаяся тем, что часть длины линии границы сечения выполнена по крайней мере с одной выемкой.

10. Нервюра по любому из пп.1 - 9, отличающаяся тем, что часть длины линии границы сечения выполнена по крайней мере с одним выступом.

11. Нервюра по любому из пп.7 - 10, отличающаяся тем, что часть длины границы сечения выполнена из группы, содержащей в сечении фрагменты и/или комбинации фрагментов многоугольника.

12. Нервюра по любому из пп.2 - 11, отличающаяся тем, что линейный размер в сечении последней имеет по крайней мере один разрыв.

13. Нервюра по п.12, отличающаяся тем, что разрывы линейного размера в сечении выполнены многократно и периодически.

14. Нервюра по любому из пп.1 - 13, отличающаяся тем, что по крайней мере часть длины линии границы сечения выполнена в виде фрагмента или комбинации переходящих друг в друга фрагментов косого конического сечения прямого кругового конуса.

15. Нервюра по любому из пп.1 - 14, отличающаяся тем, что она выполнена по крайней мере с одной внутренней полостью.

16. Нервюра по любому из пп.1 - 15, отличающаяся тем, что она выполнена за одно с обшивкой и в области сопряжения нервюры с обшивкой на линии границы сечения выполнен по крайней мере один выступ и/или выемка.

Images