RU2648487C1 - Узел соединения элементов планера самолета из полимерных композиционных материалов - Google Patents
Узел соединения элементов планера самолета из полимерных композиционных материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2648487C1 RU2648487C1 RU2016151345A RU2016151345A RU2648487C1 RU 2648487 C1 RU2648487 C1 RU 2648487C1 RU 2016151345 A RU2016151345 A RU 2016151345A RU 2016151345 A RU2016151345 A RU 2016151345A RU 2648487 C1 RU2648487 C1 RU 2648487C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- elements
- aircraft
- wing
- composite materials
- power belt
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
- B64C1/26—Attaching the wing or tail units or stabilising surfaces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Connection Of Plates (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Изобретение относится к высоконагруженным конструкциям из полимерных композиционных материалов летательных аппаратов. Узел соединения элементов планера самолета из полимерных композиционных материалов включает панели кессона крыла или консоли стабилизатора, содержащие продольные стрингеры и поперечный силовой пояс, выполненные из перекрещивающихся жгутов однонаправленных углеродных нитей, пропитанных синтетическим связующим, расположенных послойно, с нахлестом в зоне перекрестий. Силовой пояс снабжен соединительным элементом, выполненным в виде металлической скобы, охватывающей внутренним основанием поперечный силовой пояс панели кессона крыла или консоли стабилизатора и выносными элементами крепящейся к силовым элементам центроплана фюзеляжа крепежным элементом. Изобретение направлено на получение высокотехнологичной конструкции узла соединения элементов с повышенной надежностью и прочностью. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к высоконагруженным конструкциям из полимерных композиционных материалов и может быть использовано при создании конструкций для летательных аппаратов, в частности соединения крыла и хвостового оперения с центропланом фюзеляжа из полимерных композиционных материалов.
Узел соединения крыла и фюзеляжа является одной из самых нагруженных зон конструкции центроплана, в которой происходит передача больших по величине усилий крыла на силовые элементы фюзеляжа.
Известен узел соединения консоли крыла с центропланом фюзеляжа по патенту SU 1037539 А1 от 11.12.1981, МПК B64C 1/26.
Известен узел соединения элементов конструкций из композиционных материалов по патенту SU 7551941 A1 от 17.01.1989 г., МПК B64C 1/06.
Известно соединение крыла с фюзеляжем по патенту RU 2154003 C2 от 18.05.1998 г., МПК B64C 1/26.
Известно соединение крыла и фюзеляжа по патенту RU 2268196 C1 от 13.09.2004 г., МПК B64C 1/26.
Известен узел соединения консоли крыла с центропланом фюзеляжа по патенту AIRBUS GMBH (DE) № WO 2009083262 A2 от 2009-07-09, МПК B64C 1/06.
Известно устройство соединения панелей крыла и центроплана по патенту RU 2428352 C1 от 16.02.2010 г., МПК B64C 1/26.
Известен узел крепления крыла самолета по патенту RU 2584294 C1 от 01.04.2015 г., МПК B64C 1/26, МПК B64C 3/18.
Недостатками известных соединений является низкая надежность работы в условиях растягивающих нагрузок, высокая масса, не учитываются свойства ортотропного композиционного материала, приводящие к потере жесткости и прочности, низкая технологичность.
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является способ изготовления узла соединения элементов планера самолета из полимерных композиционных материалов, оснастка для осуществления способа изготовления узла соединения элементов планера из полимерных композиционных материалов и узел соединения элементов планера самолета из полимерных композиционных материалов по патенту РФ №2412860, МПК B64C 1/26, B29C 53/82, зарегистрированный 28.12.2009 г. Узел соединения элементов планера самолета из полимерных композиционных материалов заключается в том, что соединительные элементы силового пояса для фланцевого стыка узла соединения планера выполнены из размещенных в продольных отверстиях силового пояса болтов для скрепления панели крыла с деталями центроплана или панели стабилизатора с противоположной панелью.
Недостатками общего известного уровня техники для узла соединения элементов планера самолета из полимерных композиционных материалов является низкая прочность и надежность работы на растяжение соединительных элементов силового пояса для фланцевого стыка панелей крыла с деталями центроплана или панели стабилизатора с противоположной панелью, так как при фланцевом стыке композитный материал работает на сжатие.
Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание высокотехнологичной конструкции узла соединения элементов планера самолета из полимерных композиционных материалов с повышенной надежностью и прочностью при действии эксплуатационных нагрузках, снижение массы конструкции, технологичности его изготовления, ремонтопригодности и реализации свойств ортотропного композиционного материала.
Технический результат, который может быть достигнут при решении технической задачи, заключается в повышении прочности и надежности работы соединительного элемента, выполненного в виде металлической скобы, охватывающей внутренним основанием поперечный силовой пояс панели кессона крыла или консоли стабилизатора и выносными элементами крепящейся к силовым элементам центроплана фюзеляжа, соединяющей элементы планера самолета из полимерных композиционных материалов.
Для решения поставленной задачи с достижением указанного результата известный узел соединения элементов планера самолета из полимерных композиционных материалов, включающий панели кессона крыла или консоли стабилизатора, содержащие продольные стрингера и поперечный силовой пояс, выполненные из перекрещивающихся жгутов из однонаправленных углеродных нитей, пропитанных синтетическим связующим, расположенных послойно, с нахлестом в зоне перекрестий, при этом силовой пояс снабжен соединительным элементом, выполненным в виде металлической скобы с П-образной формой сечения, охватывающей внутренним основанием поперечный силовой пояс панели кессона крыла или консоли стабилизатора и выносными элементами крепящейся к силовым элементам центроплана фюзеляжа крепежным элементом.
Отличительными особенностями заявляемого узла соединения элементов планера самолета из полимерных композиционных материалов являются следующие признаки:
- узел соединения содержит соединительный элемент, выполненный в виде металлической скобы с П-образной формой сечения;
- силовой пояс выполнен таким образом, чтобы соединительный элемент не выступал над наружной поверхностью панели кессона крыла и стабилизатора.
Реализация узла соединения элементов планера самолета из полимерных композиционных материалов, соединительным элементом, выполненным в виде металлической скобы с П-образной формой сечения, позволяет повысить технологичность изготовления, надежность и прочность при действии эксплуатационных нагрузках, повысить весовые характеристики, реализовать потенциальные свойства ортотропного композиционного материала.
Указанные признаки являются существенными, так как каждый из них направлен на достижение заявленного технического результата в соответствии с поставленной задачей.
Использование совокупности существенных отличительных признаков в известном решении не обнаружено, что характеризует соответствие предложенного технического решения критерию «новизна».
Единая совокупность новых существенных признаков с общеизвестными обеспечивает решение поставленной задачи и характеризует предложенное техническое решение существенными отличиями по сравнению с известным уровнем техники и аналогами.
Данное техническое решение является результатом научно-исследовательской работы по созданию надежного и прочного узла соединения элементов планера самолета из полимерных композиционных материалов. Решение обладает неочевидностью, что свидетельствует о его соответствии критерию «изобретательский уровень».
Изобретение поясняется фиг. 1-4. На фиг. 1 в аксонометрической проекции представлен общий вид узла соединения элементов планера самолета из полимерных композиционных материалов, на фиг. 2 в аксонометрической проекции показан узел соединения панели кессона крыла или консоли стабилизатора с центропланом. На фиг. 3 изображено поперечное сечение соединительного элемента, выполненного в виде металлической скобы.
На фиг. 1 представлен общий вид узла соединения элементов 1 планера самолета 2 из полимерных композиционных материалов, включающий панели кессона крыла 3, соединенные с центропланом 4, или консоли стабилизатора 5, соединенные с противоположной панелью.
На фиг. 2 изображен узел соединения панели кессона крыла 3 с центропланом 4 или панели стабилизатора 5, содержащий продольные стрингеры 6 и поперечный силовой пояс 7, выполненные из перекрещивающихся жгутов из однонаправленных углеродных нитей 8, при этом соединительный элемент 9 выполнен в виде металлической скобы, охватывающей силовой пояс 7 панели кессона крыла 3 или консоли стабилизатора 5 и крепящейся к силовым элементам 10 центроплана 4 крепежным элементом 11.
На фиг. 3 изображено поперечное сечение соединительного элемента 9, выполненного в виде металлической скобы, охватывающей внутренним основанием 12 силовой пояс 7 панели кессона крыла 3 или консоли стабилизатора 5 и выносными элементами 13 крепящейся к силовым элементам 10 центроплана фюзеляжа 4 крепежным элементом 11.
На фиг. 4 изображено поперечное сечение соединительного элемента 9, выполненного в виде металлической скобы (не выступающего над наружной поверхностью 14 панели кессона крыла 3 или консоли стабилизатора 5), охватывающей внутренним основанием 12 силовой пояс 7 панели кессона крыла 3 или консоли стабилизатора 5 и выносными элементами 13 крепящейся к силовым элементам 10 центроплана фюзеляжа 4 крепежным элементом 11.
Предложенное изобретение может быть реализовано на стандартном оборудовании с использованием метода автоматизированной мокрой намотки или выкладкой по известным технологиям. Количество, габаритные размеры соединительных элементов в виде металлической скобы с П-образной формой сечения определяются специальным прочностным расчетом в зависимости от действующих на конструкцию полетных нагрузок.
Claims (2)
1. Узел соединения элементов планера самолета из полимерных композиционных материалов, включающий панели кессона крыла или консоли стабилизатора, содержащие продольные стрингеры и поперечный силовой пояс, выполненные из перекрещивающихся жгутов из однонаправленных углеродных нитей, пропитанных синтетическим связующим, расположенных послойно, с нахлестом в зоне перекрестий, при этом силовой пояс снабжен соединительными элементами, например, для панелей кессона крыла с деталями центроплана фюзеляжа, отличающийся тем, что соединительный элемент выполнен в виде металлической скобы, охватывающей внутренним основанием поперечный силовой пояс панели кессона крыла или консоли стабилизатора и выносными элементами крепящейся к силовым элементам центроплана фюзеляжа крепежным элементом.
2. Узел соединения по п. 1, отличающийся тем, что силовой пояс выполнен таким образом, чтобы соединительный элемент не выступал над наружной поверхностью панели кессона крыла или консоли стабилизатора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016151345A RU2648487C1 (ru) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | Узел соединения элементов планера самолета из полимерных композиционных материалов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016151345A RU2648487C1 (ru) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | Узел соединения элементов планера самолета из полимерных композиционных материалов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2648487C1 true RU2648487C1 (ru) | 2018-03-26 |
Family
ID=61707962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016151345A RU2648487C1 (ru) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | Узел соединения элементов планера самолета из полимерных композиционных материалов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2648487C1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2412860C1 (ru) * | 2009-12-28 | 2011-02-27 | Закрытое Акционерное Общество "Центр перспективных разработок ОАО ЦНИИСМ" | Способ изготовления узла соединения элементов планера самолета из полимерных композиционных материалов, оснастка для осуществления способа изготовления узла соединения элементов планера из полимерных композиционных материалов и узел соединения элементов планера самолета из полимерных композиционных материалов |
| US20110089292A1 (en) * | 2009-01-26 | 2011-04-21 | Airbus Operations Limited | Aircraft joint |
| EP2824030A1 (en) * | 2013-07-10 | 2015-01-14 | The Boeing Company | Apparatus and methods for joining composite structures of aircrafts |
-
2016
- 2016-12-27 RU RU2016151345A patent/RU2648487C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110089292A1 (en) * | 2009-01-26 | 2011-04-21 | Airbus Operations Limited | Aircraft joint |
| RU2412860C1 (ru) * | 2009-12-28 | 2011-02-27 | Закрытое Акционерное Общество "Центр перспективных разработок ОАО ЦНИИСМ" | Способ изготовления узла соединения элементов планера самолета из полимерных композиционных материалов, оснастка для осуществления способа изготовления узла соединения элементов планера из полимерных композиционных материалов и узел соединения элементов планера самолета из полимерных композиционных материалов |
| EP2824030A1 (en) * | 2013-07-10 | 2015-01-14 | The Boeing Company | Apparatus and methods for joining composite structures of aircrafts |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2137063B1 (en) | Attachment arrangement for attaching a component to the fuselage of an aircraft, aircraft and method for constructing an attachment arrangement | |
| US4120998A (en) | Composite structure | |
| KR101261663B1 (ko) | 3차원으로 만곡된 섬유 복합재료 구조부품을 제조하기 위한방법 | |
| CA2207403A1 (en) | Reduced amplitude corrugated web spar | |
| US7997534B2 (en) | Connecting structure for an aircraft or spacecraft and method for producing the same | |
| US8690102B2 (en) | Fastening arrangement for fastening a component on a fuselage | |
| BR102014004215B1 (pt) | placa laminada compósita e método de formação de placa | |
| DE102011101450B4 (de) | Flugzeugbaugruppe und Verfahren zur Herstellung einer Flugzeugbaugruppe | |
| RU2518519C2 (ru) | Панель из слоистых композиционных материалов | |
| RU2648487C1 (ru) | Узел соединения элементов планера самолета из полимерных композиционных материалов | |
| US9474339B2 (en) | Connecting device, assembly and method for manufacturing an assembly | |
| US8833697B2 (en) | Component, reinforcement member, structural arrangement, aircraft or spacecraft and method | |
| RU2666101C2 (ru) | Соединительный узел и способ его сборки | |
| DE102004001049B4 (de) | Isolierpaket-Anordnung zur Innenisolierung eines Flugzeugrumpfes | |
| US8210477B2 (en) | Vibrations damper for fastenings elements in aircrafts | |
| RU176806U1 (ru) | Изогридная (сетчатая) хвостовая балка вертолета, изготовленная из композиционных материалов | |
| US10399693B2 (en) | Aircraft with an auxiliary power unit attached to the aircraft fuselage by means of an attachment system | |
| CA2742901C (en) | Structural component of an aircraft or spacecraft and a fuselage component arrangement of an aircraft or spacecraft | |
| DE102020002099B4 (de) | Vakuumisolationspaneel mit mindestens einer Stützschicht, Innenausstattungspaneel mit dem Vakuumisolationspaneel sowie Flugzeug mit dem Innenaustattungspaneel und/oder dem Vakuumisolationspaneel | |
| US10005539B2 (en) | Interior trim part and set of prefabricated parts for an aircraft cell | |
| CN109649635A (zh) | 一种飞机隔声隔热层安装方法 | |
| RU77842U1 (ru) | Балка пола самолета из полимерных композиционных материалов | |
| US20200001554A1 (en) | Method for connecting a connection piece to a u-shaped ring anchor for a head module for rail vehicles | |
| JP2012510396A (ja) | 航空機又は宇宙船のシェル構造体 | |
| EP1409342B1 (en) | A method of securing composite elements together and aircraft wing |