RU2467278C1 - Body of transport-launch container from composite materials (versions) - Google Patents
Body of transport-launch container from composite materials (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2467278C1 RU2467278C1 RU2011121391/11A RU2011121391A RU2467278C1 RU 2467278 C1 RU2467278 C1 RU 2467278C1 RU 2011121391/11 A RU2011121391/11 A RU 2011121391/11A RU 2011121391 A RU2011121391 A RU 2011121391A RU 2467278 C1 RU2467278 C1 RU 2467278C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- walls
- profiles
- housing according
- annular
- intermediate layer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к области ракетной техники, в частности к транспортно-пусковым контейнерам (ТПК), предназначенным для хранения, транспортирования и запуска ракет, и может быть использовано при разработках корпусов ТПК трубчатой конструкции из композиционных материалов.The invention relates to the field of rocket technology, in particular to transport and launch containers (TPK) intended for storage, transportation and launch of missiles, and can be used in the development of TPK cases of a tubular structure made of composite materials.
Уровень техникиState of the art
Основой корпуса ТПК является легкая, прочная и коррозионно-стойкая труба из слоистого композиционного материала, состоящая из несущих наружного и внутреннего слоев и расположенного между ними промежуточного слоя. Для повышения жесткости и прочности трубы в ней используют кольцевые шпангоуты, а промежуточный слой стремятся сделать силовым.The core of the TPK case is a lightweight, durable and corrosion-resistant pipe made of layered composite material, consisting of supporting outer and inner layers and an intermediate layer located between them. To increase the rigidity and strength of the pipe, ring frames are used in it, and they strive to make the intermediate layer power.
Ввиду того, что несущие слои трубы работают, в основном, на восприятие кольцевых и поперечных нагрузок, в предшествующем уровне техники предпринимались попытки использовать в промежуточном слое продольные профили из композиционных материалов для восприятия продольных нагрузок. Однако эти попытки оказались безуспешными: прессованные профили отличались друг от друга по структуре и по техническим характеристикам, трудно стыковались друг с другом и не обеспечивали прочной связи с несущими слоями. Конструкции труб с прессованными профилями имели низкие сдвиговые характеристики, и при действии сдвиговых нагрузок, неизбежных при транспортировке и эксплуатации, труба разрушалась.Due to the fact that the supporting layers of the pipe mainly work on the perception of annular and transverse loads, in the prior art, attempts have been made to use longitudinal profiles of composite materials in the intermediate layer to absorb longitudinal loads. However, these attempts were unsuccessful: extruded profiles differed from each other in structure and technical characteristics, it was difficult to fit together and did not provide a strong connection with the bearing layers. The design of pipes with extruded profiles had low shear characteristics, and under the action of shear loads, inevitable during transportation and operation, the pipe was destroyed.
Известна стеклопластиковая труба, включающая расположенные между внешним и внутренним слоями прессованные стрингеры (SU авт.свид. 310060, МПК F16L 9/12, опубл.26.07.1971. Бюл. №23).Known fiberglass pipe, including extruded stringers located between the outer and inner layers (SU autoswitch. 310060, IPC
Известна стеклопластиковая труба, между внутренней и наружной стенками которой уложены заранее изготовленные стрингеры, плотно связанные оплеточным слоем непрерывной волокнистой арматуры, пропитанной полимером (SU авт.свид. 315623, МПК F16L 9/12, опубл. 01.10.1971. Бюл. №29).A fiberglass pipe is known, between the inner and outer walls of which pre-fabricated stringers are laid tightly connected by a braid layer of continuous fiber reinforcement impregnated with polymer (SU autoswitch. 315623, IPC
Известна стеклопластиковая труба, состоящая из наружного и внутреннего слоев и расположенного между ними промежуточного слоя с кольцевыми каналами, в которых установлены предварительно изготовленные прессованные полые шпангоуты с набором продольно ориентированных и плотно уложенных стрингерных блоков различного фасонного профиля в их полостях, при этом шпангоуты закреплены на наружной поверхности внутреннего слоя на его кольцевых поясах из стеклотканевого материала с преимущественно кольцевой армировкой (SU авт.свид. 1281803, МПК F16L 9/12, опубл. 07.01.1987. Бюл. №1).A fiberglass pipe is known, consisting of the outer and inner layers and an intermediate layer located between them with annular channels, in which pre-made extruded hollow frames with a set of longitudinally oriented and tightly laid stringer blocks of various shaped profiles in their cavities are installed, while the frames are fixed to the outer the surface of the inner layer on its annular belts of fiberglass material with predominantly annular reinforcement (SU ed. 1281803, IPC F16L 9/12 , published on January 7, 1987. Bull. No. 1).
Все вышеописанные трубчатые конструкции имеют низкую эксплуатационную надежность из-за низких сдвиговых характеристик по вышеуказанным причинам, они трудоемки в изготовлении. Размещение шпангоутов на индивидуальных для каждого шпангоута, равных им по ширине, кольцевых поясах несущего внутреннего слоя, предложенное в SU авт.свид. 1281803, снижает прочность при сдвиге трубы, ухудшает связь шпангоута с этим несущим слоем, снижает прочностные свойства самого слоя, который при сдвиговых нагрузках вынужден работать на отрыв.All the above tubular structures have low operational reliability due to low shear characteristics for the above reasons, they are laborious to manufacture. The placement of frames on the individual for each frame, equal in width to the ring belts of the bearing inner layer, proposed in SU autosvid. 1281803, reduces the shear strength of the pipe, degrades the connection of the frame with this carrier layer, reduces the strength properties of the layer itself, which is forced to work on separation during shear loads.
Отказ от использования стрингеров в трубах корпусов ТПК привел к широкому применению пенопласта как материала, не способного создать силовой промежуточный слой, но способного обеспечить выигрыш в весе и решить проблему термостатирования.The refusal to use stringers in pipes of TPK cases led to the widespread use of polystyrene as a material that is not able to create a power intermediate layer, but is able to provide a gain in weight and solve the problem of temperature control.
Известен корпус пусковой трубы из композиционного материала, труба которого состоит из несущих наружного и внутреннего слоев, промежуточного пенопластового слоя и шпангоутов, при этом шпангоуты размещены в канавках пенопластового слоя и выполнены заодно с наружным слоем (RU 2390414 С2, МПК F41F 3/042, F16L 9/12, В29С 53/60, опубл. 27.05.2010).A well-known launch tube housing made of composite material, the pipe of which consists of supporting outer and inner layers, an intermediate foam layer and frames, with the frames placed in the grooves of the foam layer and made integral with the outer layer (RU 2390414 C2, IPC F41F 3/042, F16L 9/12, B29C 53/60, published on 05.27.2010).
Недостаточная эксплуатационная надежность известного корпуса напрямую связана с невысокими прочностными характеристиками пенопластового промежуточного слоя. Кроме того, пенопласт является не композиционным материалом, поэтому он несовместим с материалами несущих слоев и шпангоутов. Вследствие этого размещение шпангоутов в канавках не силового пенопластового слоя не эффективно.The lack of operational reliability of the known body is directly related to the low strength characteristics of the foam intermediate layer. In addition, the foam is not a composite material, so it is incompatible with the materials of the bearing layers and frames. As a result, the placement of frames in the grooves of a non-force foam layer is not effective.
Позднее проблема унификации профилей была решена с разработкой пултрузионного способа производства жестких и прочных профилей любого сечения и любой длины из композиционных материалов.Later, the problem of the unification of profiles was solved with the development of the pultruded method for the production of rigid and durable profiles of any section and any length from composite materials.
Известна многослойная труба из композиционных материалов, предназначенная для использования при изготовлении контейнеров, состоящая из несущих наружного и внутреннего слоев и, скрепленного с ними, силового промежуточного слоя, имеющая внутренние или внутренние и наружные, примыкающие к несущему наружному слою, торцевые кольцевые силовые утолщения в торцевых зонах и межторцевые силовые элементы, причем внутренние из последних размещены между торцевыми зонами в кольцевых полостях промежуточного слоя, содержащего состыкованные между собой, расположенные по образующим упомянутой трубы, пултрудированные продольные многостеночные профили, преимущественно, замкнутого сечения сектора кольца, включающие полые профили с формообразующими стенками: кольцевыми, внешними и внутренними, и радиальными стыковочными стенками, и/или полые профили с указанными формообразующими стенками и с радиальными и/или наклонными, по отношению к радиальным, внутрипрофильными стенками, цельнопултрудированными с формообразующими (RU 2287106 С2, МПК F16L 9/12, опубл. 10.11.2006. Бюл. №31).Known multilayer pipe made of composite materials intended for use in the manufacture of containers, consisting of supporting outer and inner layers and bonded with them, a power intermediate layer having inner or inner and outer adjacent to the supporting outer layer, end ring force thickenings in the end zones and inter-face power elements, the internal of the latter being located between the end zones in the annular cavities of the intermediate layer containing wallpaper, located along the generatrices of the mentioned pipe, pultruded longitudinal multi-wall profiles, mainly of closed section of the ring sector, including hollow profiles with forming walls: ring, external and internal, and radial docking walls, and / or hollow profiles with the indicated forming walls and with radial and / or inclined, with respect to the radial, internal profile walls, fully pultruded with forming (RU 2287106 C2, IPC F16L 9/12, publ. 11/10/2006. Bull. No. 31).
В известной трубе все торцевые кольцевые утолщения и межторцевые элементы выполнены силовыми из материалов несущих слоев, при этом внутренние торцевые утолщения размещены на несущем внутреннем слое с охватом продольных профилей, а межторцевые элементы расположены в поперечных кольцевых полостях профилей, соединенных с примыкающими продольными полостями. В описании известной трубы отсутствует указание на функциональное назначение торцевых утолщений и межторцевых элементов.In the known pipe, all end annular thickenings and inter-end elements are made of power from materials of the bearing layers, while the internal end thickenings are placed on the supporting inner layer with the coverage of longitudinal profiles, and the inter-end elements are located in the transverse annular cavities of the profiles connected to adjacent longitudinal cavities. In the description of the known pipe there is no indication of the functional purpose of the end thickenings and inter-end elements.
Размещение торцевых утолщений на несущем внутреннем слое в известной трубе подвергает несущий слой воздействию вероятностных сдвиговых нагрузок, связанных с возможными перемещениями профилей промежуточного слоя относительно друг друга. Эти перемещения неизбежно передаются через тонкостенное утолщение внутреннему слою и разрушают его структуру.The placement of end thickenings on the bearing inner layer in a known pipe exposes the bearing layer to probabilistic shear loads associated with possible movements of the profiles of the intermediate layer relative to each other. These movements are inevitably transmitted through a thin-walled thickening to the inner layer and destroy its structure.
Отсутствие изоляции торцев профилей как в торцевых зонах, так и в межторцевых кольцевых полостях известной трубы способствует нежелательному проникновению связующего в продольные полости профилей при намотке силовых утолщений и силовых элементов, в результате чего снижается прочность и жесткость указанных утолщений и элементов из-за нарушенного соотношения «армирующий материал - связующее». Отсутствие соответствующей заделки торцев профилей препятствует и размещению крепежных элементов, например направляющих штифтов.The lack of insulation of the ends of the profiles both in the end zones and in the inter-ring annular cavities of the known pipe contributes to the unwanted penetration of the binder into the longitudinal cavities of the profiles during winding of power thickenings and power elements, resulting in a decrease in the strength and stiffness of these thickenings and elements due to the broken ratio reinforcing material is a binder. " The absence of appropriate sealing of the ends of the profiles also hinders the placement of fasteners, for example guide pins.
Эти недостатки характеризуют известную трубу как изделие с недостаточной эксплуатационной надежностью и низким качеством.These shortcomings characterize the well-known pipe as a product with insufficient operational reliability and low quality.
Корпус ТПК по патенту RU 2287106 является наиболее близким по технической сущности к заявляемому и выбран в качестве ближайшего аналога (прототипа).The TPK case according to patent RU 2287106 is the closest in technical essence to the claimed one and is selected as the closest analogue (prototype).
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Техническая задача, которая ставилась при создании изобретения, заключалась в разработке корпуса ТПК из композиционных материалов цельнонесущей конструкции, стойкой к действию транспортных и эксплуатационных нагрузок, преодолевающей недостатки аналогов и прототипа.The technical problem that was posed during the creation of the invention was to develop a TPK case made of composite materials of an all-bearing structure, resistant to transport and operational loads, overcoming the disadvantages of analogues and prototype.
Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в повышении эксплуатационной надежности корпуса ТПК за счет повышения прочности при сдвиге и в повышении качества конструкции.The technical result that can be obtained by using the invention is to increase the operational reliability of the housing TPK by increasing shear strength and improving the quality of the structure.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного результата в корпусе транспортно-пускового контейнера из композиционных материалов по первому варианту, содержащем многослойную трубу с внутренними или с внутренними и наружными торцевыми кольцевыми силовыми утолщениями в ее торцевых зонах, состоящую из несущего наружного слоя, к которому примыкают указанные кольцевые утолщения, несущего внутреннего слоя и силового промежуточного слоя, расположенного между наружным и внутренним слоями и скрепленного с ними, содержащего состыкованные между собой, расположенные по образующим упомянутой трубы, пултрудированные продольные многостеночные профили, преимущественно, замкнутого сечения сектора кольца, включающие полые профили с формообразующими стенками: кольцевыми, внешними и внутренними, образующими, соответственно, внешнюю и внутреннюю составляющие промежуточного слоя, и радиальными стыковочными стенками, и/или полые профили с указанными формообразующими стенками и с радиальными и/или наклонными, по отношению к радиальным, внутрипрофильными стенками, цельнопултрудированными с формообразующими, согласно изобретению силовой промежуточный слой трубы выполнен несущим с возможностью размещения обоих внутренних торцевых кольцевых силовых утолщений с опорой на его внутреннюю составляющую, выполненную с кольцевыми перфорированными опорными поясами под упомянутые утолщения, при этом опорный пояс в каждой из торцевых зон образован перфорированными выступами внутренних кольцевых формообразующих стенок всех многостеночных профилей промежуточного слоя, торцы профилей с прочими стенками перекрыты скрепленными с ними поперечными упорами, ответной торцам формы, в отверстиях перфорированных выступов расположены полимерные заклепки, а в качестве внутренних и наружных торцевых кольцевых утолщений использованы внутренние и наружные торцевые кольцевые шпангоуты.To solve the problem and achieve the stated result in the housing of the transport and launch container made of composite materials according to the first embodiment, containing a multilayer pipe with inner or outer and outer end ring thickenings in its end zones, consisting of a bearing outer layer adjacent to which are indicated annular thickenings of the bearing inner layer and the power intermediate layer located between the outer and inner layers and bonded with them, containing forged among themselves, located along the generators of the mentioned pipe, pultruded longitudinal multi-wall profiles, mainly of closed section of the ring sector, including hollow profiles with forming walls: ring, external and internal, forming, respectively, the external and internal components of the intermediate layer, and radial docking walls , and / or hollow profiles with the indicated forming walls and with radial and / or inclined, with respect to the radial, intra-profile walls, whole pultruded with forming, according to the invention, the power intermediate layer of the pipe is made bearing with the possibility of placing both inner end ring power reinforcements with support on its inner component, made with annular perforated support belts for the said thickenings, while the support belt in each of the end zones is formed by perforated protrusions internal annular forming walls of all multi-walled profiles of the intermediate layer, the ends of the profiles with other walls of the cross yty bonded to them transverse abutments, the ends of the mating shapes of protrusions in the perforated holes arranged polymeric rivets, and as the inner and outer end annular thickenings used inner and outer annular end frames.
В частных случаях использования изобретения многостеночные профили с внутрипрофильными стенками составляют 50-100% от общего числа профилей промежуточного слоя; по меньшей мере, две наклонные внутрипрофильные стенки профиля расположены под острым углом друг к другу с образованием жестких вставок и треугольных полостей; по меньшей мере, одна полость многостеночного профиля выполнена с заполнителем из материала с плотностью от 15 до 70 кгс/м3, преимущественно, пенополиуретана, или базальтово-стекловолокнистой ваты или плиты, или пенополиэтилена; полость, по меньшей мере, одного многостеночного профиля выполнена с заполнителем из материала стенок профилей промежуточного слоя; в полостях профилей промежуточного слоя размещены трубки - направляющие для обеспечения требуемого воздухообмена или для размещения кабельной сети или телеметрических проводов или других устройств; в полости или полостях, по меньшей мере, одного любого многостеночного профиля размещены закладные или пуле- или бронезащитные элементы; по меньшей мере, один наружный шпангоут расположен в торцевой зоне над внутренним торцевым шпангоутом; на шпангоуте в одной из торцевых зон выполнены кольцевые пазы или канавки под уплотнительные элементы; на каждом из шпангоутов в обеих торцевых зонах выполнены осевые отверстия под направляющие штифты и/или крепежные элементы; труба выполнена с дискретными поперечными локальными или кольцевыми монтажными пазами, выполненными на суммарную толщину несущего наружного слоя и внешних кольцевых формообразующих стенок профилей; несущий наружный и/или внутренний слой трубы выполнен спирально-намотанным, или намотанным продольно-поперечной, или косослойной продольно-поперечной намоткой нити, жгута или ленты, или намотанным мультиаксиальной или текстильной тканью или лентой или нитепрошивным материалом типа холста или матом или их комбинацией; формообразующие и внутрипрофильные стенки многостеночных профилей выполнены трехслойными с наружными слоями из пересекающихся или переплетающихся волокон мультиаксиальной ткани или текстильной ткани или ленты и внутренним слоем из продольно ориентированных волокон; наружные и внутренние торцевые шпангоуты выполнены из намотанных слоев мультиаксиальной или текстильной ткани или холста, или слоев косослойной продольно-поперечной или кольцевой намотки нитей, жгутов или лент или их комбинации; в качестве армирующего волокна нитей, жгутов, лент, холста, мата или тканей использовано стеклянное, базальтовое, органическое, углеродное или полимерное волокно или их комбинация, а в качестве полимерного связующего использовано связующее на основе полимерных смол, преимущественно, эпоксидной, полиэфирной, винилэфирной, фенольной, полиуретановой или их комбинации; поперечные упоры, перекрывающие торцы профилей, выполнены из прессованного стеклопластика; промежуточный слой с несущими наружным и внутренним, а также смежные профили промежуточного слоя между собой скреплены через клеевую упруго-податливую прослойку; по меньшей мере, два смежных профиля промежуточного слоя скреплены между собой через клеевую упруго-податливую прослойку, армированную компенсационной пластиной из композиционного материала; многостеночные профили соединены между собой клеевым, механическим или клеемеханическим соединением; радиальные стенки смежных профилей снабжены стыковочным узлом «выступ-впадина»; несущий наружный слой снаружи или внутренний изнутри выполнен с герметизирующим и/или эрозионностойким покрытием.In particular cases of using the invention, multi-walled profiles with internal walls comprise 50-100% of the total number of profiles of the intermediate layer; at least two inclined profile walls of the profile are located at an acute angle to each other with the formation of rigid inserts and triangular cavities; at least one cavity of the multi-walled profile is made with an aggregate of material with a density of 15 to 70 kgf / m 3 , mainly polyurethane foam, or basalt fiberglass wool or plate, or polyethylene foam; the cavity of at least one multi-walled profile is made with a filler from the material of the walls of the profiles of the intermediate layer; tubes are placed in the cavities of the profiles of the intermediate layer - guides to ensure the required air exchange or to place the cable network or telemetry wires or other devices; in the cavity or cavities of at least one of any multi-walled profile embedded mortgages or bulletproof or armored elements; at least one outer frame is located in the end zone above the inner end frame; ring frames or grooves for sealing elements are made on the frame in one of the end zones; on each of the frames in both end zones made axial holes for the guide pins and / or fasteners; the pipe is made with discrete transverse local or annular mounting grooves made to the total thickness of the supporting outer layer and the outer annular forming walls of the profiles; the supporting outer and / or inner layer of the pipe is helically wound, or wound longitudinally-transversely, or obliquely longitudinally-transversely, of a yarn, tow or tape, or wound with a multiaxial or textile fabric or tape or filament-like material such as canvas or a mat or a combination thereof; the forming and internal walls of multi-wall profiles are made of three layers with the outer layers of intersecting or interwoven fibers of a multiaxial fabric or textile fabric or tape and an inner layer of longitudinally oriented fibers; outer and inner end frames are made of wound layers of multiaxial or textile fabric or canvas, or layers of slanting longitudinally-transverse or circular winding of threads, bundles or tapes, or a combination thereof; glass, basalt, organic, carbon or polymer fiber or a combination thereof was used as a reinforcing fiber of threads, tows, tapes, canvas, mat or fabrics, and a binder based on polymer resins, mainly epoxy, polyester, vinyl ether, was used as a polymer binder, phenolic, polyurethane or combinations thereof; transverse stops overlapping the ends of the profiles are made of pressed fiberglass; the intermediate layer with the supporting outer and inner, as well as adjacent profiles of the intermediate layer are bonded to each other through an adhesive elastic-flexible layer; at least two adjacent profiles of the intermediate layer are bonded to each other through an adhesive elastic-pliable layer reinforced with a compensation plate of composite material; multi-walled profiles are interconnected by adhesive, mechanical or glue-mechanical connection; radial walls of adjacent profiles are provided with a “protrusion-cavity” docking unit; the supporting outer layer on the outside or the inner inside is made with a sealing and / or erosion-resistant coating.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного результата в корпусе транспортно-пускового контейнера из композиционных материалов по второму варианту, содержащем многослойную трубу, состоящую из несущих наружного и внутреннего слоев и, скрепленного с ними, силового промежуточного слоя, имеющую внутренние или внутренние и наружные, примыкающие к несущему наружному слою, торцевые кольцевые силовые утолщения в торцевых зонах и межторцевые кольцевые силовые элементы, внутренние из которых размещены между торцевыми зонами в кольцевых полостях промежуточного слоя, содержащего состыкованные между собой, расположенные по образующим упомянутой трубы, пултрудированные продольные многостеночные профили, преимущественно, замкнутого сечения сектора кольца, включающие полые профили с формообразующими стенками: кольцевыми, внешними и внутренними, образующими, соответственно, внешнюю и внутреннюю составляющие промежуточного слоя, и радиальными стыковочными стенками, и/или полые профили с указанными формообразующими стенками и с радиальными и/или наклонными, по отношению к радиальным, внутрипрофильными стенками, цельнопултрудированными с формообразующими, согласно изобретению силовой промежуточный слой трубы выполнен несущим с возможностью размещения внутренних торцевых силовых кольцевых утолщений и внутренних межторцевых силовых кольцевых элементов, тех и других, с опорой на его внутреннюю составляющую, выполненную с кольцевыми перфорированными опорными поясами под упомянутые кольцевые утолщения и силовые элементы, образованными внутренними кольцевыми формообразующими стенками всех многостеночных профилей промежуточного слоя, причем пояса под внутренние торцевые утолщения образованы перфорированными выступами всех указанных стенок на ширину торцевого утолщения, а в качестве поясов под внутренние межторцевые элементы использованы образованные теми же стенками перфорированные днища кольцевых полостей, выполненных с удаленными прочими стенками всех профилей, при этом торцы профилей с прочими стенками в торцевых зонах и в кольцевых полостях перекрыты, скрепленными с ними, поперечными упорами, ответной торцам формы, в отверстиях выступов и днищ расположены полимерные заклепки, а в качестве внутренних и наружных торцевых кольцевых силовых утолщений и внутренних и наружных межторцевых кольцевых силовых элементов использованы внутренние и наружные торцевые и межторцевые кольцевые шпангоуты.To solve the problem and achieve the stated result in the housing of the transport and launch container made of composite materials according to the second embodiment, containing a multilayer pipe consisting of supporting outer and inner layers and, bonded with them, a power intermediate layer having inner or inner and outer adjacent to the supporting outer layer, end annular force thickenings in the end zones and inter-end ring force elements, the inner ones of which are located between the end zones in the end cavities of the intermediate layer, which are joined along one another, located along the generators of the mentioned pipe, are pultruded longitudinal multi-wall profiles, mainly of closed section of the ring sector, including hollow profiles with forming walls: circular, external and internal, forming, respectively, the external and internal components of the intermediate layer, and radial docking walls, and / or hollow profiles with the indicated forming walls and with radial and / or inclined, relative according to the invention, the power intermediate layer of the pipe is made bearing with the possibility of placement of internal end-face power annular thickenings and internal inter-end power annular elements, both based on its internal component, made with perforated annular bearings belts for the mentioned annular thickenings and power elements formed by the inner annular forming walls of all many core profiles of the intermediate layer, and the belts under the internal end thickenings are formed by perforated protrusions of all these walls to the width of the end thickening, and the perforated bottoms of the annular cavities formed with the same walls made with the other walls removed from the other walls are used as belts under the internal end walls, while the ends of the profiles with other walls in the end zones and in the annular cavities are closed, fastened with them, with transverse stops, corresponding to the ends of the form, in polymer rivets are located in the openings of the protrusions and bottoms, and the inner and outer end and inter-end ring frames are used as inner and outer end ring annular thickenings and inner and outer inter-ring annular strength elements.
В частных случаях использования изобретения многостеночные профили с внутрипрофильными стенками составляют 50-100% от общего числа профилей; по меньшей мере, две наклонные внутрипрофильные стенки профиля расположены под острым углом друг к другу с образованием жестких вставок и треугольных полостей; по меньшей мере, одна полость многостеночного профиля выполнена с заполнителем из материала с плотностью от 15 до 70 кгс/м3, преимущественно, пенополиуретана, или базальтово-стекловолокнистой ваты или плиты, или пенополиэтилена; полость, по меньшей мере, одного многостеночного профиля выполнена с заполнителем из материала стенок профилей промежуточного слоя; в полостях профилей промежуточного слоя размещены трубки - направляющие для обеспечения требуемого воздухообмена или для размещения кабельной сети или телеметрических проводов или других устройств; в полости или полостях, по меньшей мере, одного любого многостеночного профиля размещены закладные или пуле- или бронезащитные элементы; по меньшей мере, один наружный шпангоут расположен в торцевой зоне над внутренним торцевым шпангоутом; между торцевыми зонами, по меньшей мере, один наружный шпангоут расположен над одним или двумя, рядом расположенными, внутренними шпангоутами промежуточного слоя; по меньшей мере, один межторцевой шпангоут выполнен с внутренней кольцевой полостью, ограниченной по всей ее внутренней поверхности гибким формообразующим элементом; стенки, по меньшей мере, одной полости под межторцевой шпангоут изолированы пленкой; на шпангоуте в одной из торцевых зон выполнены кольцевые пазы или канавки под уплотнительные элементы; на каждом из шпангоутов в обеих торцевых зонах выполнены осевые отверстия под направляющие штифты и/или крепежные элементы; труба выполнена с дискретными поперечными локальными или кольцевыми монтажными пазами, выполненными на суммарную толщину несущего наружного слоя и внешних кольцевых формообразующих стенок профилей; несущий наружный и/или внутренний слой его трубы выполнен спирально-намотанным, или намотанным продольно-поперечной, или косослойной продольно-поперечной намоткой нити, жгута или ленты, или намотанным мультиаксиальной или текстильной тканью или лентой или нитепрошивным материалом типа холста или матом или их комбинацией; формообразующие и внутрипрофильные стенки многостеночных профилей выполнены трехслойными с наружными слоями из пересекающихся или переплетающихся волокон мультиаксиальной ткани или текстильной ткани или ленты и внутренним слоем из продольно ориентированных волокон; наружные и внутренние торцевые и межторцевые шпангоуты выполнены из намотанных слоев мультиаксиальной или текстильной ткани или холста, или слоев косослойной продольно-поперечной или кольцевой намотки нитей, жгутов или лент или их комбинации; в качестве армирующего волокна нитей, жгутов, лент, холста, мата или тканей использовано стеклянное, базальтовое, органическое, углеродное или полимерное волокно или их комбинация, а в качестве полимерного связующего использовано связующее на основе полимерных смол, преимущественно, эпоксидной, полиэфирной, винилэфирной, фенольной, полиуретановой или их комбинации; поперечные упоры, перекрывающие торцы профилей, выполнены из прессованного стеклопластика; промежуточный слой с несущими наружным и внутренним, а также смежные профили промежуточного слоя между собой скреплены через клеевую упруго-податливую прослойку; по меньшей мере, два смежных профиля промежуточного слоя скреплены между собой через клеевую упруго-податливую прослойку, армированную компенсационной пластиной из композиционного материала; многостеночные профили соединены между собой клеевым, механическим или клеемеханическим соединением; радиальные стенки смежных профилей снабжены стыковочным узлом «выступ-впадина»; несущий наружный слой снаружи или внутренний изнутри выполнен с герметизирующим и/или эрозионностойким покрытием.In particular cases of using the invention, multi-walled profiles with internal profile walls comprise 50-100% of the total number of profiles; at least two inclined profile walls of the profile are located at an acute angle to each other with the formation of rigid inserts and triangular cavities; at least one cavity of the multi-walled profile is made with an aggregate of material with a density of 15 to 70 kgf / m 3 , mainly polyurethane foam, or basalt fiberglass wool or plate, or polyethylene foam; the cavity of at least one multi-walled profile is made with a filler from the material of the walls of the profiles of the intermediate layer; tubes are placed in the cavities of the profiles of the intermediate layer - guides to ensure the required air exchange or to place the cable network or telemetry wires or other devices; in the cavity or cavities of at least one of any multi-walled profile embedded mortgages or bulletproof or armored elements; at least one outer frame is located in the end zone above the inner end frame; between the end zones, at least one outer frame is located above one or two adjacent inner frames of the intermediate layer; at least one inter-end frame is made with an inner annular cavity bounded along its entire inner surface by a flexible forming element; the walls of at least one cavity under the end-to-end frame are insulated with a film; ring frames or grooves for sealing elements are made on the frame in one of the end zones; on each of the frames in both end zones made axial holes for the guide pins and / or fasteners; the pipe is made with discrete transverse local or annular mounting grooves made to the total thickness of the supporting outer layer and the outer annular forming walls of the profiles; the supporting outer and / or inner layer of its pipe is helically wound, or wound longitudinally-transversely, or obliquely longitudinally-transversely, of a thread, tow or tape, or wound with a multiaxial or textile fabric or tape or filament-like material such as canvas or a mat or a combination thereof ; the forming and internal walls of multi-wall profiles are made of three layers with the outer layers of intersecting or interwoven fibers of a multiaxial fabric or textile fabric or tape and an inner layer of longitudinally oriented fibers; outer and inner end and inter-end frames are made of wound layers of multiaxial or textile fabric or canvas, or layers of slanting longitudinally-transverse or circular winding of threads, bundles or tapes, or a combination thereof; glass, basalt, organic, carbon or polymer fiber or a combination thereof was used as a reinforcing fiber of threads, tows, tapes, canvas, mat or fabrics, and a binder based on polymer resins, mainly epoxy, polyester, vinyl ether, was used as a polymer binder, phenolic, polyurethane or combinations thereof; transverse stops overlapping the ends of the profiles are made of pressed fiberglass; the intermediate layer with the supporting outer and inner, as well as adjacent profiles of the intermediate layer are bonded to each other through an adhesive elastic-flexible layer; at least two adjacent profiles of the intermediate layer are bonded to each other through an adhesive elastic-pliable layer reinforced with a compensation plate of composite material; multi-walled profiles are interconnected by adhesive, mechanical or glue-mechanical connection; radial walls of adjacent profiles are provided with a “protrusion-cavity” docking unit; the supporting outer layer on the outside or the inner inside is made with a sealing and / or erosion-resistant coating.
Отличительными признаками заявленного корпуса ТПК из композиционных материалов являются следующие признаки:The distinctive features of the claimed housing TPK of composite materials are the following features:
а) признаки, обеспечивающие получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны:a) the signs that ensure the receipt of a technical result in all cases to which the requested amount of legal protection applies:
по первому вариантуaccording to the first option
- выполнение силового промежуточного слоя трубы несущим с возможностью размещения обоих внутренних кольцевых силовых утолщений с опорой на его внутреннюю составляющую,- the implementation of the power intermediate layer of the pipe supporting with the possibility of placing both of the inner ring of power thickenings based on its inner component,
- выполнение внутренней составляющей промежуточного слоя с кольцевыми перфорированными опорными поясами под упомянутые утолщения,- the implementation of the inner component of the intermediate layer with annular perforated support belts for the said thickenings,
- образование упомянутого опорного пояса в каждой из торцевых зон перфорированными выступами внутренних кольцевых формообразующих стенок всех многостеночных профилей промежуточного слоя,- the formation of the aforementioned reference belt in each of the end zones with perforated protrusions of the inner annular forming walls of all multi-walled profiles of the intermediate layer,
- перекрытие торцев профилей с прочими стенками, то есть с внешними кольцевыми и радиальными формообразующими и внутрипрофильными стенками, поперечными упорами, скрепленными с этими торцами,- overlap of the ends of the profiles with other walls, that is, with external annular and radial forming and internal walls, transverse stops fastened with these ends,
- форма поперечных упоров, ответная форме торцев профилей,- the shape of the transverse stops in response to the shape of the ends of the profiles,
- расположение полимерных заклепок в отверстиях выступов,- the location of the polymer rivets in the holes of the protrusions,
- использование внутренних и наружных торцевых кольцевых шпангоутов в качестве внутренних и наружных торцевых кольцевых силовых утолщений;- the use of internal and external end ring annular frames as internal and external end ring annular power thickenings;
по второму вариантуaccording to the second option
- выполнение силового промежуточного слоя трубы несущим с возможностью размещения внутренних торцевых кольцевых силовых утолщений и внутренних межторцевых кольцевых силовых элементов, тех, и других, с опорой на его внутреннюю составляющую,- the implementation of the power intermediate layer of the pipe bearing with the possibility of placing the inner end ring of the power reinforcements and the inner inter-end ring power elements, both, based on its internal component,
- выполнение внутренней составляющей промежуточного слоя с кольцевыми перфорированными опорными поясами под упомянутые кольцевые утолщения и силовые элементы,- the implementation of the inner component of the intermediate layer with annular perforated support belts for the said annular thickenings and power elements,
- образование упомянутых опорных поясов внутренними кольцевыми формообразующими стенками всех многостеночных профилей промежуточного слоя,- the formation of the aforementioned support belts by the inner annular forming walls of all multi-walled profiles of the intermediate layer,
- образование опорных поясов под внутренние торцевые утолщения перфорированными выступами всех выше упомянутых стенок на ширину торцевого утолщения,- the formation of support belts under the internal end thickenings with perforated protrusions of all the above-mentioned walls to the width of the end thickening,
- использование в качестве опорных поясов под внутренние межторцевые элементы днищ кольцевых полостей, образованных теми же стенками,- the use as supporting belts under the inner inter-face elements of the bottoms of the annular cavities formed by the same walls,
- выполнение кольцевых полостей с удаленными прочими стенками всех профилей, то есть с удаленными внешними кольцевыми и радиальными формообразующими и внутрипрофильными стенками,- the implementation of the annular cavities with the removed other walls of all profiles, that is, with the removed external annular and radial forming and internal walls,
- перекрытие торцев всех профилей, находящихся в торцевых зонах и в кольцевых полостях между указанными зонами, имеющих прочие, вышеперечисленные, стенки, поперечными упорами, скрепленными с упомянутыми торцами,- overlap of the ends of all profiles located in the end zones and in the annular cavities between these zones, having the other walls listed above, with transverse stops fastened to the said ends,
- форма поперечных упоров, ответная форме торцев,- the shape of the transverse stops responding to the shape of the ends,
- расположение полимерных заклепок в отверстиях перфорированных выступов,- the location of the polymer rivets in the holes of the perforated protrusions,
- использование внутренних и наружных торцевых и межторцевых кольцевых шпангоутов в качестве внутренних и наружных торцевых кольцевых силовых утолщений и внутренних и наружных межторцевых кольцевых силовых элементов;- the use of internal and external end and inter-face ring frames as internal and external end-face ring thickenings and internal and external inter-end ring power elements;
б) признаки, характеризующие изобретение в частных случаях:b) signs characterizing the invention in special cases:
по обоим вариантамfor both options
- процент многостеночных профилей с внутрипрофильными стенками от общего числа профилей промежуточного слоя, составляющий 50-100%;- the percentage of multi-walled profiles with intra-profile walls of the total number of profiles of the intermediate layer, comprising 50-100%;
- расположение, по меньшей мере, двух наклонных внутрипрофильных стенок профиля под острым углом друг к другу с образованием жестких вставок и треугольных полостей;- the location of at least two inclined in-profile walls of the profile at an acute angle to each other with the formation of rigid inserts and triangular cavities;
- выполнение, по меньшей мере, одной полости многостеночного профиля с заполнителем из низкоплотного материала с плотностью от 15 до 70 кгс/м3, преимущественно, пенополиуретана, или базальтово-стекловолокнистой ваты или плиты, или пенополиэтилена;- the implementation of at least one cavity multi-walled profile with filler of low-density material with a density of from 15 to 70 kgf / m 3 , mainly polyurethane foam, or basalt fiberglass wool or plate, or polyethylene foam;
- выполнение, по меньшей мере, одной полости многостеночного профиля с заполнителем из материала стенок профилей промежуточного слоя;- the implementation of at least one cavity of a multi-wall profile with a filler from the material of the walls of the profiles of the intermediate layer;
- размещение в полостях профилей промежуточного слоя трубок-направляющих для обеспечения требуемого воздухообмена или для размещения кабельной сети или телеметрических проводов или других устройств;- placement in the cavities of the profiles of the intermediate layer of the guide tubes to ensure the required air exchange or to place the cable network or telemetry wires or other devices;
- размещение в полостях, по меньшей мере, одного многостеночного профиля закладных или пуле- или бронезащитных элементов;- placement in the cavities of at least one multi-walled profile mortgages or bulletproof or armored elements;
- расположение, по меньшей мере, одного наружного шпангоута в торцевой зоне над внутренним торцевым шпангоутом;- the location of at least one outer frame in the end zone above the inner end frame;
- выполнение на шпангоуте в одной из торцевых зон кольцевых пазов или канавок под уплотнительные элементы;- execution on the frame in one of the end zones of the annular grooves or grooves for the sealing elements;
- выполнение на каждом из шпангоутов в обеих торцевых зонах осевых отверстий под направляющие штифты и/или крепежные элементы;- execution on each of the frames in both end zones of the axial holes for the guide pins and / or fasteners;
- выполнение трубы с дискретными локальными или кольцевыми монтажными пазами, выполненными на суммарную толщину несущего наружного слоя и внешних кольцевых формообразующих стенок профилей;- the implementation of the pipe with discrete local or annular mounting grooves made to the total thickness of the supporting outer layer and the outer annular forming walls of the profiles;
- выполнение несущего наружного и/или внутреннего слоя его трубы спирально-намотанным, или намотанным продольно-поперечной, или косослойной продольно-поперечной намоткой нити, жгута или ленты, или намотанным мультиаксиальной или текстильной тканью или лентой или нитепрошивным материалом типа холста или матом или их комбинацией;- the implementation of the supporting outer and / or inner layer of its pipe helically-wound, or wound longitudinally-transverse, or oblique longitudinally-transverse winding of a thread, tow or tape, or wound with a multiaxial or textile fabric or tape or filament material such as a canvas or a mat or their combination;
- выполнение всех формообразующих и внутрипрофильных стенок многостеночных профилей трехслойными с наружными слоями из пересекающихся или переплетающихся волокон мультиаксиальной ткани или текстильной ткани или ленты и внутренним слоем из продольно ориентированных волокон;- the implementation of all the forming and inner walls of multi-wall profiles three-layer with the outer layers of intersecting or interwoven fibers of a multiaxial fabric or textile fabric or tape and an inner layer of longitudinally oriented fibers;
- выполнение наружных и внутренних торцевых и межторцевых шпангоутов из намотанных слоев мультиаксиальной или текстильной ткани или холста, или слоев косослойной продольно-поперечной или кольцевой намотки нитей, жгутов или лент или их комбинации;- the implementation of the outer and inner end and inter-end frames of the wound layers of multiaxial or textile fabric or canvas, or layers of slanting longitudinally-transverse or circular winding of threads, bundles or tapes, or a combination thereof;
- использование стеклянного, базальтового, органического, углеродного или полимерного волокна или их комбинации в качестве армирующего волокна нитей, жгутов, лент, холста, мата или тканей, а также использование связующего на основе полимерных смол, преимущественно, эпоксидной, полиэфирной, винилэфирной, фенольной, полиуретановой или их комбинации в качестве полимерного связующего;- the use of glass, basalt, organic, carbon or polymer fibers or their combination as a reinforcing fiber of threads, tows, tapes, canvas, mat or fabrics, as well as the use of a binder based on polymer resins, mainly epoxy, polyester, vinyl ether, phenolic, polyurethane or combinations thereof as a polymeric binder;
- выполнение поперечных упоров, перекрывающих торцы профилей промежуточного слоя в торцевых и межторцевой зонах, из прессованного стеклопластика;- the implementation of the transverse stops overlapping the ends of the profiles of the intermediate layer in the end and inter-face zones of pressed fiberglass;
- скрепление промежуточного слоя с несущими наружным и внутренним, а также смежных профилей промежуточного слоя между собой через клеевую упруго-податливую прослойку;- bonding the intermediate layer with the supporting outer and inner, as well as adjacent profiles of the intermediate layer to each other through an adhesive elastic-pliable layer;
- скрепление, по меньшей мере, двух смежных профилей промежуточного слоя между собой через клеевую упруго-податливую прослойку, армированную компенсационной пластиной из композиционного материала;- fastening at least two adjacent profiles of the intermediate layer to each other through an adhesive elastic-pliable layer reinforced with a compensation plate made of composite material;
- соединение многостеночных профилей между собой клеевым, механическим или клеемеханическим соединением;- the connection of multi-walled profiles between themselves by an adhesive, mechanical or glue-mechanical connection;
- снабжение радиальных стенок смежных профилей стыковочным узлом «выступ-впадина»;- supplying the radial walls of adjacent profiles with a connecting protrusion-cavity assembly;
- выполнение несущего наружного слоя снаружи или внутреннего изнутри с герметизирующим и/или эрозионностойким покрытием,- the implementation of the supporting outer layer on the outside or inside from the inside with a sealing and / or erosion-resistant coating,
а также по второму вариантуas well as the second option
- расположение, по меньшей мере, одного наружного шпангоута между торцевыми зонами над одним или двумя, рядом расположенными, внутренними шпангоутами промежуточного слоя;- the location of at least one outer frame between the end zones above one or two adjacent adjacent inner frames of the intermediate layer;
- выполнение, по меньшей мере, одного межторцевого шпангоута с внутренней кольцевой полостью, ограниченной по всей ее внутренней поверхности гибким формообразующим элементом;- the implementation of at least one inter-end frame with an inner annular cavity bounded along its entire inner surface by a flexible forming element;
- изоляция пленкой стенок, по меньшей мере, одной полости под межторцевой шпангоут в промежуточном слое.- insulation with a film of the walls of at least one cavity under the end-to-end frame in the intermediate layer.
Указанные отличительные признаки, каждый в отдельности и все совместно, направлены на решение поставленной задачи и являются существенными.These distinctive features, each individually and all together, are aimed at solving the problem and are significant.
Использование этих признаков в известном уровне техники, аналогах и прототипе не обнаружено.The use of these features in the prior art, analogues and prototype is not found.
Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными позволяет решить поставленную задачу.A single set of new essential features with common known allows you to solve the problem.
Преимущества заявленного корпуса ТПК обусловлены иной, по сравнению с прототипом, конструкцией его трубы и достигнуты следующим:The advantages of the claimed housing TPK due to a different, compared with the prototype, the design of its pipe and are achieved by the following:
- преобразованием силового промежуточного слоя прототипа в несущий слой с обеспечением возможности размещения всех внутренних шпангоутов, торцевых и межторцевых, на единой для всех них внутренней составляющей промежуточного слоя, - разгрузкой внутреннего несущего слоя от нагрузок, связанных со шпангоутами, с одновременным упрочнением этого слоя за счет охвата его внутренней составляющей промежуточного слоя,- the conversion of the power intermediate layer of the prototype in the carrier layer, with the possibility of placing all the internal frames, end and inter-ends, on a single internal component of the intermediate layer, - unloading the internal carrier layer from the loads associated with the frames, while strengthening this layer due to coverage of its inner component of the intermediate layer,
- организацией кольцевых составных перфорированных опорных поясов под шпангоуты в торцевых зонах и между торцевыми зонами,- the organization of annular composite perforated support belts for frames in the end zones and between the end zones,
- фиксацией положения промежуточного слоя шпангоутами от продольного перемещения за счет выполнения шпангоутов сплошного сечения практически на высоту промежуточного слоя (без охвата ими продольных профилей промежуточного слоя, как это сделано в прототипе),- fixing the position of the intermediate layer with frames from longitudinal movement due to the execution of frames of a continuous section almost to the height of the intermediate layer (without covering them with longitudinal profiles of the intermediate layer, as was done in the prototype),
- возможностью размещения на шпангоутах осевых отверстий, пазов или канавок под направляющие штифты, крепежные или уплотнительные элементы,- the possibility of placing on the frames of the axial holes, grooves or grooves for the guide pins, fasteners or sealing elements,
- более высоким качеством выполнения трубы по сравнению с прототипом за счет предусмотренной изоляции торцев профилей поперечными упорами и перфорации опорных поясов под шпангоуты с размещением в перфорационных отверстиях полимерных заклепок.- higher quality pipe performance compared to the prototype due to the provided insulation of the ends of the profiles with transverse stops and perforation of the support belts for frames with the placement of polymer rivets in the perforations.
Благодаря перечисленному заявленный корпус обладает высокой эксплуатационной надежностью. Возможность размещения шпангоутов в несущем промежуточном слое не только разгружает внутренний несущий слой, но и обеспечивает более равномерное перераспределение нагрузок между всеми несущими слоями и шпангоутами. Последние служат ограничителями продольного перемещения промежуточного слоя: опираясь на внутреннюю составляющую промежуточного слоя, они фиксируют положение профилей относительно наружного и внутреннего несущих слоев, противодействуя продольным нагрузкам, в частности сдвиговым нагрузкам. Дополнительную прочность трубе обеспечивают наружные шпангоуты, которые размещают над внутренними.Due to the above, the claimed case has high operational reliability. The possibility of placing the frames in the supporting intermediate layer not only unloads the internal bearing layer, but also provides a more even redistribution of loads between all bearing layers and frames. The latter serve as limiters for the longitudinal movement of the intermediate layer: relying on the internal component of the intermediate layer, they fix the position of the profiles relative to the outer and inner bearing layers, counteracting longitudinal loads, in particular shear loads. Additional strength to the pipe is provided by the external frames, which are placed above the internal.
Прочная связь всех несущих слоев между собой и со шпангоутами обеспечена полной совместимостью их материалов: все они выполнены из композиционных материалов, причем шпангоуты и наружный несущий слой выполнены за одно целое.The strong connection of all the bearing layers with each other and with the frames is ensured by the complete compatibility of their materials: all of them are made of composite materials, and the frames and the outer bearing layer are made in one piece.
Несущий наружный и/или внутренний слой трубы выполнен спирально-намотанным, или намотанным продольно-поперечной, или косослойной продольно-поперечной намоткой нити, жгута или ленты, или намотанным мультиаксиальной или текстильной тканью или лентой или нитепрошивным материалом типа холста или матом или их комбинацией. Кроме того, несущий наружный слой снаружи или внутренний изнутри выполнен с герметизирующим и/или эрозионностойким покрытием.The supporting outer and / or inner layer of the pipe is made of spirally wound, or wound longitudinally-transverse, or oblique longitudinally-transverse winding of a thread, tow or tape, or wound with a multiaxial or textile fabric or tape or thread-piercing material such as canvas or mat or a combination thereof. In addition, the supporting outer layer on the outside or inner inside is made with a sealing and / or erosion-resistant coating.
Все наружные и внутренние шпангоуты выполнены из намотанных слоев мультиаксиальной или текстильной ткани или холста, или слоев косослойной продольно-поперечной или кольцевой намотки нитей, жгутов или лент или их комбинации, а поперечные упоры, перекрывающие торцы профилей промежуточного слоя, выполнены из прессованного стеклопластика.All outer and inner frames are made of wound layers of multiaxial or textile fabric or canvas, or layers of oblique longitudinal-transverse or annular winding of threads, bundles or tapes, or a combination thereof, and the transverse stops overlapping the ends of the profiles of the intermediate layer are made of pressed fiberglass.
Во всех композиционных материалах, из которых изготовлена труба, в качестве армирующего волокна нитей, жгутов, лент, холста, мата или тканей использовано стеклянное, базальтовое, органическое, углеродное или полимерное волокно или их комбинация, а в качестве полимерного связующего использовано связующее на основе полимерных смол, преимущественно, эпоксидной, полиэфирной, винилэфирной, фенольной, полиуретановой или их комбинации.In all composite materials of which the pipe is made, glass, basalt, organic, carbon or polymer fiber or a combination thereof is used as a reinforcing fiber of threads, bundles, tapes, canvas, mat or fabrics, and a polymer-based binder is used as a polymer binder resins, mainly epoxy, polyester, vinyl ester, phenolic, polyurethane or a combination thereof.
Технический результат достигнут также благодаря конкретному конструктивному использованию в промежуточном слое многостеночных пултрудированных полых профилей с необходимым количеством полостей в них, определяемым требованиями технического задания по размещению проводных устройств, низкоплотных термостатирующих материалов, пуле- или бронезащитных элементов и тому подобного. Эти требования удачно совмещены с основными требованиями по прочности и жесткости конструкции профилей. Высокие прочностные и жесткостные характеристики достигнуты использованием внутрипрофильных стенок, увеличивающих одновременно количество полостей в профиле. Необходимые размеры и формы полостей обеспечены выбранным направлением размещения внутрипрофильных стенок. Профили с такими стенками работают как форменные конструкции. Наиболее высокую жесткость позволяют достичь наклонные внутрипрофильные стенки, расположенные под острым углом друг к другу с образованием треугольных полостей. Профили с внутрипрофильными стенками составляют 50-100% от общего числа профилей в промежуточном слое трубы.The technical result is also achieved due to the specific constructive use in the intermediate layer of multi-wall pultruded hollow profiles with the required number of cavities in them, determined by the requirements of the technical specifications for the placement of wire devices, low-density thermostatic materials, bulletproof or armored elements, and the like. These requirements are successfully combined with the basic requirements for strength and structural rigidity of profiles. High strength and stiffness characteristics are achieved using intra-profile walls that simultaneously increase the number of cavities in the profile. The required dimensions and shapes of the cavities are provided by the selected direction of the placement of the internal walls. Profiles with such walls work as shaped structures. The highest rigidity can be achieved by inclined intra-profile walls located at an acute angle to each other with the formation of triangular cavities. Profiles with in-profile walls account for 50-100% of the total number of profiles in the intermediate layer of the pipe.
Жесткость и прочность профилей достигнута также трехслойным выполнением их стенок с наружными слоями из пересекающихся или переплетающихся волокон мультиаксиальной ткани или текстильной ткани или ленты и внутренним слоем из продольно ориентированных волокон. Выбор поперечного сечения большинства профилей по форме сектора кольца продиктован необходимостью формирования кольцевого элемента трубы, но профили иного сечения в небольшом количестве также могут присутствовать, если это предусмотрено требованиями.The stiffness and strength of the profiles is also achieved by a three-layer implementation of their walls with outer layers of intersecting or interwoven fibers of a multiaxial fabric or textile fabric or tape and an inner layer of longitudinally oriented fibers. The choice of the cross section of most profiles according to the shape of the ring sector is dictated by the need to form an annular pipe element, but profiles of another section in a small amount may also be present, if required by the requirements.
Возможность выделения одной составляющей промежуточного слоя под опорные пояса для размещения на ней всех внутренних шпангоутов обусловлена прочной взаимосвязью всех стенок профилей между собой. Именно эта взаимосвязь обеспечивает достаточную жесткость стенок, образующих указанную составляющую, в местах, выделенных под опорные пояса, без нарушения целостности промежуточного слоя.The possibility of separating one component of the intermediate layer under the support belts to accommodate all the internal frames on it is due to the strong interconnection of all the walls of the profiles with each other. It is this interconnection that provides sufficient rigidity of the walls forming the specified component in the places allocated for the support zones, without violating the integrity of the intermediate layer.
Многостеночные профили соединены между собой клеевым, механическим или клеемеханическим соединением, в частности, смежные профили могут быть скреплены между собой через клеевую упруго-податливую прослойку или через аналогичную прослойку, армированную компенсационной пластиной из композиционного материала. Радиальные стенки смежных профилей могут быть снабжены стыковочным узлом «выступ-впадина».Multi-walled profiles are interconnected by an adhesive, mechanical or glue-mechanical connection, in particular, adjacent profiles can be bonded to each other through an adhesive elastic-flexible layer or through a similar layer reinforced with a compensation plate made of composite material. The radial walls of adjacent profiles can be equipped with a protrusion-cavity joint assembly.
Представленные конструктивные преимущества, многообразие материалов и способов изготовления обеспечивают возможность точного выбора оптимального варианта конструкции корпуса ТПК.The presented design advantages, a variety of materials and manufacturing methods provide the ability to accurately select the optimal design for the TPK case.
Изобретение поясняется описанием конкретных, но не ограничивающих его примеров реализации и прилагаемыми чертежами.The invention is illustrated by a description of specific, but not limiting examples of implementation and the accompanying drawings.
Корпус ТПК заявлен в двух вариантах. На фиг.1 представлен заявленный корпус ТПК по первому варианту, общий вид с частичными вырезами, на фиг.2 - то же, по второму варианту, на фиг.3 представлены виды многостеночных профилей промежуточного слоя трубы, поперечный разрез, на фиг.4 изображен многостеночный профиль с перфорированным выступом под торцевой внутренний шпангоут, вид в аксонометрии.TPK case is declared in two versions. Figure 1 presents the claimed housing TPK according to the first embodiment, a General view with partial cutouts, figure 2 is the same, according to the second embodiment, figure 3 presents the types of multi-wall profiles of the intermediate layer of the pipe, a cross section, figure 4 multi-wall profile with a perforated protrusion under the end inner frame, axonometric view.
Корпус ТПК из композиционных материалов по обоим вариантам содержит многослойную трубу 1 (фиг.1, 2) с передней разрушаемой и задней крышками (не показаны), состоящую из несущего наружного слоя 2, несущего внутреннего слоя 3 и расположенного между ними несущего силового промежуточного слоя 4, скрепленного со слоями 2 и 3. В торцевых зонах трубы 1 размещены друг над другом внутренние 5 и наружные 6 кольцевые торцевые шпангоуты, примыкающие к наружному слою 2 изнутри и снаружи соответственно.The housing TPK of composite materials for both options contains a multilayer pipe 1 (Fig. 1, 2) with a front collapsible and a back cover (not shown), consisting of a supporting
Промежуточный слой 4 содержит состыкованные между собой расположенные по образующим трубы 1, предварительно изготовленные пултрузионным способом, или пултрудированные продольные полые многостеночные профили 7 двух видов 7а и 7б, те и другие, с полостями 8 (фиг.3).The
Каждый профиль 7 имеет замкнутое поперечное сечение по форме сектора кольца. Профили 7а имеют только стенки, образующие форму их поперечного сечения, названные формообразующими стенками 9, а профили 76 имеют, кроме формообразующих стенок 9, внутрипрофильные стенки 10, цельнопултрудированные с формообразующими стенками 9. Профили 76 могут составлять 50-100% от общего числа профилей 7.Each
Стенки 9 профилей 7а и 7б включают кольцевые внешние стенки 11, кольцевые внутренние стенки 12 и радиальные стыковочные стенки 13. Стенки 11 и 12 всех профилей 7 промежуточного слоя в результате плотной стыковки профилей друг с другом их радиальными стенками 13 образуют внешнюю и внутреннюю составляющие промежуточного слоя 4, контактирующие с наружным 2 и внутренним 3 несущими слоями трубы 1.
Стенки 10 многостеночных профилей 7б могут быть только радиальными 14, или только наклонными 15, или и теми, и другими в одном профиле 7б, в зависимости от требований, предъявляемых к форме и размеру полостей 8 внутри профиля 7б. Для достижения необходимой жесткости предпочтительным вариантом является наклон стенок 15 под острым углом с образованием жестких вставок из стенок 15 и треугольных полостей 8.
Внутренние шпангоуты 5 в торцевых зонах трубы 1 размещены в промежуточном слое 4 на кольцевых составных перфорированных опорных поясах его внутренней составляющей, что делает промежуточный слой 4 несущим. Внутренняя составляющая, как было указано выше, образована внутренними кольцевыми формообразующими стенками 12 всех многостеночных профилей 7. Кольцевой опорный пояс под внутренний шпангоут 5 в каждой торцевой зоне сформирован перфорированными выступами 16 стенок 12 всех профилей 7 на ширину шпангоута 5 (фиг.4). В отверстиях выступов 16 расположены полимерные заклепки 17. Торцы профилей 7 с прочими стенками, кроме стенок 12, примыкающие к шпангоуту 5, перекрыты поперечными упорами 18, каждый из которых имеет форму, ответную форме торца (фиг.1, 2).The
Наружный шпангоут 6 в торцевой зоне расположен над внутренним шпангоутом 5. Наличие наружных шпангоутов между торцевыми зонами трубы 1 корпуса по первому варианту не исключается.The
В трубе 1 корпуса ТПК по второму варианту внутренние шпангоуты расположены в промежуточном слое 4 не только в торцевых зонах, как в корпусе по первому варианту, но и между ними (фиг.2). Эти межторцевые внутренние шпангоуты 19 размещены в кольцевых полостях 20. Как и шпангоуты 5, шпангоуты 19 размещены с опорой на перфорированные опорные пояса внутренней составляющей промежуточного слоя 4. Полости 20 образованы из удаленных из профилей 7 на ширину шпангоута 19 формообразующих внешних кольцевых стенок 11, стыковочных радиальных стенок 13 и внутрипрофильных стенок 10, а опорные пояса под шпангоуты 19 сформированы в виде перфорированных днищ 21 полостей 20 из оставшихся внутренних кольцевых формообразующих стенок 12. Торцы профилей 7, примыкающие к шпангоуту 19 с обеих сторон, перекрыты поперечными упорами 18, а в отверстиях днищ полостей 20 расположены полимерные заклепки 17.In the pipe 1 of the TPK housing according to the second embodiment, the inner frames are located in the
Между торцевыми зонами по меньшей мере один наружный шпангоут 22 может быть расположен над одним или двумя рядом расположенными внутренними шпангоутами 19. По меньшей мере один шпангоут 19 может быть выполнен с внутренней кольцевой полостью 23, ограниченной по всей ее внутренней поверхности гибким формообразующим элементом 24, а также по меньшей мере стенки одной полости 20 под шпангоут 19 могут быть изолированы пленкой 25 (фиг.2).Between the end zones, at least one outer frame 22 can be located above one or two adjacent inner frames 19. At least one frame 19 can be made with an inner annular cavity 23, bounded along its entire inner surface by a flexible forming element 24, and also at least the walls of one cavity 20 under the frame 19 can be insulated with a film 25 (figure 2).
В трубе 1 корпуса ТПК по любому из вариантов:In the pipe 1 of the housing TPK according to any of the options:
- по меньшей мере одна полость 8 многостеночного профиля 7 может быть выполнена с заполнителем из низкоплотного материала с плотностью от 15 до 70 кгс/м3, преимущественно, пенополиуретана, или базальтово-стекловолокнистой ваты или плиты, или пенополиэтилена;- at least one
- по меньшей мере одна полость 8 многостеночного профиля 7 может быть выполнена с заполнителем из материала стенок 9 и 10 профилей 7 промежуточного слоя 4;- at least one
- в полостях 8 профилей 7 промежуточного слоя 4 могут быть размещены трубки-направляющие 26 для обеспечения требуемого воздухообмена или для размещения кабельной сети или телеметрических проводов или других устройств (фиг.3);- in the
- в полостях 8 по меньшей мере одного многостеночного профиля 7 могут быть размещены закладные или пуле- или бронезащитные элементы 27 (фиг.3);- in the
- на шпангоуте 5 или 6 в одной из торцевых зон могут быть выполнены кольцевые пазы 28 или канавки под уплотнительные элементы (фиг.1),- on the
- на каждом из шпангоутов 5 и 6 в обеих торцевых зонах могут быть выполнены осевые отверстия 29 под направляющие штифты и/или крепежные элементы (фиг.1);- on each of the
- труба 1 может быть выполнена с дискретными поперечными локальными или кольцевыми монтажными пазами 30, выполненными на суммарную толщину несущего наружного слоя 2 и внешних кольцевых формообразующих стенок 11 профилей 7 (фиг.1);- the pipe 1 can be made with discrete transverse local or annular mounting
- несущий наружный 2 и/или внутренний 3 слой трубы 1 корпуса может быть выполнен спирально-намотанным, или намотанным продольно-поперечной, или косослойной продольно-поперечной намоткой нити, жгута или ленты, или намотанным мультиаксиальной или текстильной тканью или лентой или нитепрошивным материалом типа холста или матом или их комбинацией;- the supporting outer 2 and / or inner 3 layer of the pipe 1 of the housing can be made spiral-wound, or wound longitudinally-transverse, or oblique longitudinally-transverse winding of a thread, tow or tape, or wound with a multiaxial or textile fabric or tape or thread-type material canvas or mat or a combination thereof;
- все формообразующие 9 и внутрипрофильные 10 стенки многостеночных профилей 7 могут быть выполнены трехслойными с наружными слоями из пересекающихся или переплетающихся волокон мультиаксиальной ткани или текстильной ткани или ленты и внутренним слоем из продольно ориентированных волокон;- all form-forming 9 and intra-profile 10 walls of
- все наружные 6 и 22 и внутренние 5 и 19 шпангоуты могут быть выполнены из намотанных слоев мультиаксиальной или текстильной ткани или холста, или слоев косослойной продольно-поперечной или кольцевой намотки нитей, жгутов или лент или их комбинации;- all outer 6 and 22 and inner 5 and 19 frames can be made of wound layers of multiaxial or textile fabric or canvas, or layers of oblique longitudinal-transverse or circular winding of threads, bundles or tapes, or a combination thereof;
- в качестве армирующего волокна нитей, жгутов, лент, холста, мата или тканей использовано стеклянное, базальтовое, органическое, углеродное или полимерное волокно или их комбинация, а в качестве полимерного связующего использовано связующее на основе полимерных смол, преимущественно, эпоксидной, полиэфирной, винилэфирной, фенольной, полиуретановой или их комбинации;- glass, basalt, organic, carbon, or polymer fiber or a combination thereof was used as a reinforcing fiber of threads, tows, tapes, canvas, mat or fabrics, and a binder based on polymer resins, mainly epoxy, polyester, vinyl ether, was used as a polymer binder phenolic, polyurethane or combinations thereof;
- поперечные упоры 18, перекрывающие торцы профилей 7 промежуточного слоя 4, могут быть выполнены из прессованного стеклопластика;- transverse stops 18, overlapping the ends of the
- промежуточный слой 4 с несущими наружным 2 и внутренним 3, а также смежные профили 7 промежуточного слоя 4 могут быть скреплены между собой через клеевую упруго-податливую прослойку 31 или через аналогичную прослойку, армированную компенсационной пластиной 32 из композиционного материала (фиг.1, 3);- the
- многостеночные профили 7 могут быть соединены между собой клеевым, механическим или клеемеханическим соединением;-
- радиальные стыковочные стенки 13 смежных профилей 7 могут быть снабжены стыковочным узлом 33 «выступ-впадина» (фиг.3);-
- несущий наружный слой 2 снаружи или внутренний 3 изнутри могут быть выполнены с герметизирующим и/или эрозионностойким покрытием.- the supporting
После оснащения готовой трубы необходимыми устройствами корпус ТПК готов к эксплуатации.After equipping the finished pipe with the necessary devices, the TPK case is ready for operation.
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Заявленный корпус ТПК изготавливается в промышленных условиях на намоточном, пултрузионном и прессовочном оборудовании, то есть его конструкция воспроизводима в условиях производства.The claimed TPK case is manufactured in industrial conditions on winding, pultruded and pressing equipment, that is, its design is reproducible under production conditions.
Claims (45)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011121391/11A RU2467278C1 (en) | 2011-05-27 | 2011-05-27 | Body of transport-launch container from composite materials (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011121391/11A RU2467278C1 (en) | 2011-05-27 | 2011-05-27 | Body of transport-launch container from composite materials (versions) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2467278C1 true RU2467278C1 (en) | 2012-11-20 |
Family
ID=47323304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011121391/11A RU2467278C1 (en) | 2011-05-27 | 2011-05-27 | Body of transport-launch container from composite materials (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2467278C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU208993U1 (en) * | 2021-06-16 | 2022-01-26 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Transport and launch container |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4646618A (en) * | 1982-04-05 | 1987-03-03 | Dynamit Nobel Aktiengesellschaft | Launching tube for missiles |
| RU2115056C1 (en) * | 1996-06-20 | 1998-07-10 | Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения" | Glass-reinforced plastic pipe-envelope |
| GB2324593A (en) * | 1992-05-14 | 1998-10-28 | British Aerospace | Launching missiles |
| RU2147720C1 (en) * | 1996-11-19 | 2000-04-20 | Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения" | Launching tube |
| RU2287106C2 (en) * | 2004-09-28 | 2006-11-10 | Алексей Вадимович Асеев | Pipe-shell made of composition materials |
| RU2296937C1 (en) * | 2005-10-17 | 2007-04-10 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Transport-launching pack for rocket |
-
2011
- 2011-05-27 RU RU2011121391/11A patent/RU2467278C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4646618A (en) * | 1982-04-05 | 1987-03-03 | Dynamit Nobel Aktiengesellschaft | Launching tube for missiles |
| GB2324593A (en) * | 1992-05-14 | 1998-10-28 | British Aerospace | Launching missiles |
| RU2115056C1 (en) * | 1996-06-20 | 1998-07-10 | Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения" | Glass-reinforced plastic pipe-envelope |
| RU2147720C1 (en) * | 1996-11-19 | 2000-04-20 | Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения" | Launching tube |
| RU2287106C2 (en) * | 2004-09-28 | 2006-11-10 | Алексей Вадимович Асеев | Pipe-shell made of composition materials |
| RU2296937C1 (en) * | 2005-10-17 | 2007-04-10 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Transport-launching pack for rocket |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU208993U1 (en) * | 2021-06-16 | 2022-01-26 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Transport and launch container |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104334950B (en) | The method of annular multi-layer piping, the machine component of manufacturing pipeline and formation pipeline | |
| JP5462879B2 (en) | Composite tie rod and manufacturing method thereof | |
| US5108810A (en) | Composite element | |
| CN101646548B (en) | Fiber reinforced composite cores and panels | |
| DK1265744T3 (en) | Fibre reinforced composite cores | |
| CN101175667B (en) | Pipeline for conducting air for air conditioning in aircrafts | |
| US20110239564A1 (en) | Apparatus, Composite Section, and Method for On-Site Tower Formation | |
| WO2019192624A1 (en) | Nonmetallic flexible pipe and manufacturing method thereof | |
| US4789577A (en) | Multichannel structures made of composites, processes and semifinished products for the manufacture thereof | |
| US20230279624A1 (en) | Composite structural panel and method of fabrication | |
| US9732889B2 (en) | Flange, and a method of manufacturing a flange | |
| JP2009036371A5 (en) | ||
| USH1872H (en) | Modular fiber reinforced plastic enclosed bridge | |
| WO2000070256A1 (en) | A flexible lightweight composite pipe for high pressure oil and gas applications | |
| WO2022134482A1 (en) | Wide fiber mesh reinforced plastic composite pipe | |
| US6557201B1 (en) | Stressed-skin modular fiber reinforced plastic bridge | |
| RU2103198C1 (en) | Load-bearing pipe-envelope, panel made from composite materials and unit for connecting panels | |
| RU2467278C1 (en) | Body of transport-launch container from composite materials (versions) | |
| US10584491B2 (en) | Truss structure | |
| US4038118A (en) | Three dimensional composite structure and method for incorporating fittings | |
| CN117120247A (en) | Rotor sail | |
| US20130105079A1 (en) | Method for producing a mechanical member from composite material, having an improved mechanical performance under traction-compression and bending | |
| US4867091A (en) | Surfing boom | |
| CN115461126A (en) | Waterslide tube section with spacer layer and method for producing the same | |
| CN113320237A (en) | Tubular composite material and preparation method and application thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PD4A | Correction of name of patent owner |