RU2702382C1 - Узел соединения деталей, изготовленных из материалов с различными коэффициентами теплового расширения - Google Patents
Узел соединения деталей, изготовленных из материалов с различными коэффициентами теплового расширения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2702382C1 RU2702382C1 RU2018145475A RU2018145475A RU2702382C1 RU 2702382 C1 RU2702382 C1 RU 2702382C1 RU 2018145475 A RU2018145475 A RU 2018145475A RU 2018145475 A RU2018145475 A RU 2018145475A RU 2702382 C1 RU2702382 C1 RU 2702382C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frame
- connection
- pins
- butt
- section
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 24
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 1
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
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
- B64C1/06—Frames; Stringers; Longerons ; Fuselage sections
- B64C1/12—Construction or attachment of skin panels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B15/00—Nails; Staples
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B19/00—Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Connection Of Plates (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, преимущественно к неразъемным соединениям узлов, деталей летательных аппаратов. Узел соединения деталей, изготовленных из материалов с различными коэффициентами теплового расширения, включающий оболочку, стыковой шпангоут с элементами крепления к стыкуемой части, переходной шпангоут, расположенный под оболочкой и стыковым шпангоутом, и соединенный с ними. Соединение переходного шпангоута со стыковым шпангоутом выполнено при помощи штифтов, установленных в отверстия, выполненные в стыковом шпангоуте по прессовой посадке, и в отверстия, выполненные в переходном шпангоуте с обеспечением зазоров для перемещения штифтов в направлении осей и в радиальных направлениях. Отверстия в переходном шпангоуте для штифтов, расположенных справа и слева от плоскости симметрии узла, выполнены овального поперечного сечения с расположением максимальной длины поперечного сечения в плоскости, перпендикулярной к продольной плоскости симметрии узла. Предлагаемое изобретение позволяет стыковать элементы, соединение которых в поперечном сечении образует замкнутый контур произвольной формы, в широком диапазоне температур, который ограничивается только рабочими температурами материалов его элементов. 4 ил.
Description
Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, преимущественно к неразъемным соединениям узлов, деталей летательных аппаратов. Может быть использовано для стыковки обтекателя с металлическим шпангоутом, стыковки отсеков и каких-либо узлов, изготовленных из материалов с различными коэффициентами теплового расширения (далее КТР).
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является узел соединения керамической оболочки со шпангоутом круглого поперечного сечения, см. учебное пособие «Проектирование головных обтекателей ракет из керамических и композиционных материалов» М.Ю. Русин, издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана 2005, глава 3.3.2, стр. 55, рис. 3.11.
Общими существенными признаками прототипа - узла соединения керамической оболочки со шпангоутом, совпадающими с существенными признаками предлагаемого устройства являются следующие: стык содержит соединяемые детали с различными КТР, включающий оболочку, стыковой шпангоут с элементами крепления к стыкуемой части, переходной шпангоут, расположенный под оболочкой и стыковым шпангоутом, и соединенный с ними, при этом переходный шпангоут с оболочкой выполнены из материалов с близкими коэффициентами теплового расширения, их соединение выполнено неразъемным, а соединение переходного шпангоута со стыковым шпангоутом выполнено при помощи штифтов, установленных в отверстия, выполненные в стыковом шпангоуте по прессовой посадке, и в отверстия, выполненные в переходном шпангоуте с обеспечением зазоров для перемещения штифтов в направлении осей и в радиальных направлениях. Узел может быть использован при некруглом поперечном сечении элементов узла, имеющим продольную плоскость симметрии.
Недостатком известного стыка-прототипа является то, что при некруглом поперечном сечении элементов узла, имеющим продольную плоскость симметрии, уменьшается его рабочий диапазон температур, потому, что в широком диапазоне рабочих температур к изменению длины и диаметра штифтов добавляется их смещение в боковом направлении относительно продольной плоскости симметрии.
Предлагаемое изобретение позволяет стыковать элементы, соединение которых в поперечном сечении образует замкнутый контур произвольной формы, в широком диапазоне температур, который ограничивается только рабочими температурами материалов его элементов.
Для достижения названного технического результата в узле соединения деталей, изготовленных из материалов с различными коэффициентами теплового расширения, включающий оболочку, стыковой шпангоут с элементами крепления к стыкуемой части, переходной шпангоут, расположенный под оболочкой и стыковым шпангоутом, и соединенный с ними, при этом поперечное сечение элементов узла выполнено некруглым, имеющим продольную плоскость симметрии, переходной шпангоут с оболочкой выполнены из материалов с близкими коэффициентами теплового расширения, их соединение выполнено неразъемным, а соединение переходного шпангоута со стыковым шпангоутом выполнено при помощи штифтов, установленных в отверстия, выполненные в стыковом шпангоуте по прессовой посадке, и в отверстия, выполненные в переходном шпангоуте с обеспечением зазоров для перемещения штифтов в направлении осей и в радиальных направлениях, отверстия в переходном шпангоуте для штифтов, расположенных справа и слева от плоскости симметрии узла, выполнены овального поперечного сечения с расположением максимальной длины поперечного сечения в плоскости, перпендикулярной к продольной плоскости симметрии узла.
Соединение переходного шпангоута со стыковым шпангоутом выполнено при помощи штифтов, запрессованных в стыковой шпангоут, при этом два штифта, находящиеся в плоскости симметрии узла, устанавливаются в переходном шпангоуте в отверстия с диаметром d, с минимальным радиальным зазором, с обеспечением свободы перемещения стыкового шпангоута в направлении оси штифта. Все остальные штифты устанавливаются в переходном шпангоуте в овальные отверстия, минимальная ширина которых равна диаметру d отверстий для центральных штифтов, а максимальная длина D выбирается для максимального перемещения конструкции в местах установки штифтов, обеспечивая тем самым свободу перемещения стыкового шпангоута в перпендикулярном направлении относительно оси штифтов. Для оптимизации изготовления переходного шпангоута допускается принять длину всех овальных отверстий одинаковой, и равной длине отверстия, в области которого будут реализовываться наибольшие перемещения конструкции. Герметизация соединения обеспечивается применением герметизирующего пояса, клея, а также уплотнительных колец или жгутов.
Отличительным признаком предлагаемого стыка является то, что отверстия в переходном шпангоуте для штифтов, расположенных справа и слева от плоскости симметрии узла, выполнены овального поперечного сечения с расположением максимальной длины поперечного сечения в плоскости, перпендикулярной к продольной плоскости симметрии узла.
Благодаря наличию данных отличительных признаков в совокупности с известными достигается следующее: рабочие температуры стыка ограничиваются только рабочими температурами материалов, из которых изготовлены его элементы. Также появляется возможность соединять узлы, которые в поперечном сечении образуют контур произвольной формы.
Данное техническое решение может найти применение в качестве узла стыковки обтекателя с металлическим шпангоутом, отсеков с различными агрегатами или между собой, которые в свою очередь имеют отличающиеся КТР.
Изобретение поясняется фиг. 1…4.
На фиг. 1 представлено соединение деталей, изготовленных из материалов с различным КТР в изометрии. Изображенное соединение состоит из стыкового шпангоута 1, переходного шпангоута 2, оболочки 3.
На фиг. 2 показана форма сечения соединения элементов, с осью, расположенной в продольной плоскости симметрии узла.
На фиг. 3, представлено сечение А-А фиг. 2 по продольной плоскости симметрии узла. На сечении А-А показаны стыковой шпангоут 1, переходной шпангоут 2, оболочку 3, уплотнение 4, зазор между оболочкой и стыковым шпангоутом 5, штифт 6.
На фиг. 4 изображено сеч. Б-Б фигуры 3, поясняющее соединение деталей с различным КТР при помощи штифтов 6-25, запрессованных в стыковой шпангоут 1. Штифты 6 и 16 находятся в плоскости симметрии узла и устанавливаются в переходной шпангоут 2, в отверстия с диаметром d, с минимальным радиальным зазором, с обеспечением свободы перемещения штифтов 6 и 16 вдоль оси. Штифты 7-15 и 17-25 устанавливаются в переходной шпангоут в овальные отверстия, минимальная ширина которых равна диаметру d отверстий для штифтов 6 и 16, а максимальная длина D выбирается для максимального увеличения конструкции в местах установки штифтов и находится в плоскости сечения Б-Б, которая перпендикулярна к продольной плоскости симметрии узла (сечение А-А). Для оптимизации изготовления переходного шпангоута 2 допускается принять длину всех овальных отверстий одинаковой, и равной длине отверстия, в области которого будут реализовываться наибольшие перемещения конструкции.
Соединение элементов, изображенное на фиг. 1…4 работает следующим образом:
Стыковой шпангоут 1 соединяется с переходным шпангоутом 2 посредством штифтов 6-25, запрессованных в стыковой шпангоут 1. Переходной шпангоут 2 и оболочка 3 имеют одинаковый или близкий КТР и скрепляются любым неразъемным соединением, обеспечивающим необходимую прочность и жесткость исходя из условий эксплуатации. Количество штифтов 6-25 является расчетным и выбирается исходя из необходимых прочностных характеристик стыка. Овальные отверстия в переходном шпангоуте обеспечивают свободу перемещения штифтов 7-15 и 17-25 при увеличении периметра стыкового шпангоута 1. Уплотнение 4 обеспечивает герметичность стыка по контуру.
Claims (1)
- Узел соединения деталей, изготовленных из материалов с различными коэффициентами теплового расширения, включающий оболочку, стыковой шпангоут с элементами крепления к стыкуемой части, переходной шпангоут, расположенный под оболочкой и стыковым шпангоутом и соединенный с ними, при этом поперечное сечение элементов узла выполнено некруглым, имеющим продольную плоскость симметрии, переходной шпангоут с оболочкой выполнены из материалов с близкими коэффициентами теплового расширения, их соединение выполнено неразъемным, а соединение переходного шпангоута со стыковым шпангоутом выполнено при помощи штифтов, установленных в отверстия, выполненные в стыковом шпангоуте по прессовой посадке, и в отверстия, выполненные в переходном шпангоуте с обеспечением зазоров для перемещения штифтов в направлении осей и в радиальных направлениях, отличающийся тем, что отверстия в переходном шпангоуте для штифтов, расположенных справа и слева от плоскости симметрии узла, выполнены овального поперечного сечения с расположением максимальной длины поперечного сечения в плоскости, перпендикулярной к продольной плоскости симметрии узла.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018145475A RU2702382C1 (ru) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | Узел соединения деталей, изготовленных из материалов с различными коэффициентами теплового расширения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018145475A RU2702382C1 (ru) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | Узел соединения деталей, изготовленных из материалов с различными коэффициентами теплового расширения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2702382C1 true RU2702382C1 (ru) | 2019-10-08 |
Family
ID=68170986
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018145475A RU2702382C1 (ru) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | Узел соединения деталей, изготовленных из материалов с различными коэффициентами теплового расширения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2702382C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2751099C1 (ru) * | 2020-09-15 | 2021-07-08 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Определенный узел соединения деталей, изготовленных из материалов с различными коэффициентами теплового расширения |
RU2751100C1 (ru) * | 2020-09-21 | 2021-07-08 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Способ определенного соединения деталей, изготовленных из материалов с различными коэффициентами теплового расширения |
RU2817188C1 (ru) * | 2023-12-05 | 2024-04-11 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Болтовое соединение деталей из материалов с разными коэффициентами теплового расширения |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012112867A1 (de) * | 2012-12-21 | 2014-06-26 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Befestigungsanordnung für Bauteile mit unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten |
RU2626795C1 (ru) * | 2016-06-29 | 2017-08-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "УРАЛЬСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ПЕРВОГО ПРЕЗИДЕНТА РОССИИ Б.Н. ЕЛЬЦИНА" (ФГАОУ ВПО "УРФУ") | Узел соединения керамической оболочки с металлическим шпангоутом |
WO2018019651A1 (de) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Verbindung zwischen bauteilen mit unterschiedlichen wärmeausdehnungskoeffizienten |
RU2661631C1 (ru) * | 2017-09-04 | 2018-07-17 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" | Переходной отсек ракеты-носителя и его опорный шпангоут |
-
2018
- 2018-12-21 RU RU2018145475A patent/RU2702382C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012112867A1 (de) * | 2012-12-21 | 2014-06-26 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Befestigungsanordnung für Bauteile mit unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten |
RU2626795C1 (ru) * | 2016-06-29 | 2017-08-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "УРАЛЬСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ПЕРВОГО ПРЕЗИДЕНТА РОССИИ Б.Н. ЕЛЬЦИНА" (ФГАОУ ВПО "УРФУ") | Узел соединения керамической оболочки с металлическим шпангоутом |
WO2018019651A1 (de) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Verbindung zwischen bauteilen mit unterschiedlichen wärmeausdehnungskoeffizienten |
RU2661631C1 (ru) * | 2017-09-04 | 2018-07-17 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" | Переходной отсек ракеты-носителя и его опорный шпангоут |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2751099C1 (ru) * | 2020-09-15 | 2021-07-08 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Определенный узел соединения деталей, изготовленных из материалов с различными коэффициентами теплового расширения |
RU2751100C1 (ru) * | 2020-09-21 | 2021-07-08 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Способ определенного соединения деталей, изготовленных из материалов с различными коэффициентами теплового расширения |
RU2817188C1 (ru) * | 2023-12-05 | 2024-04-11 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Болтовое соединение деталей из материалов с разными коэффициентами теплового расширения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2702382C1 (ru) | Узел соединения деталей, изготовленных из материалов с различными коэффициентами теплового расширения | |
ES2528926T3 (es) | Anillo y duela de compuestos de matriz cerámica (CMC) de tobera | |
RU189063U1 (ru) | Узел соединения деталей, изготовленных из материалов с различными коэффициентами теплового расширения | |
EP2781728A2 (en) | Thrust reverser inner fixed structure with corner fitting | |
US11754210B2 (en) | Gimbaled flexure for spherical flex joints | |
EP3782902B1 (en) | Heat shield flange sliding joint | |
BR112013028764B1 (pt) | Turborreator de fluxo duplo que compreende um canal de fluxo frio portado por bielas unidas a uma virola exterior cinlíndrica de um cárter de escape ao nivel de pontos de ligação | |
US10801441B2 (en) | Flow mixer stiffener ring segmented springs | |
RU2225664C2 (ru) | Обтекатель | |
RU2654953C1 (ru) | Обтекатель | |
US5367874A (en) | Integral composite gas turbine afterburner structure | |
RU2692708C1 (ru) | Способ соединения деталей, изготовленных из материалов с различными коэффициентами теплового расширения | |
US8899051B2 (en) | Gas turbine engine flange assembly including flow circuit | |
US10759541B2 (en) | Nacelle bifurcation with leading edge structure | |
US10428763B2 (en) | Controlling a relative position at an interface between translating structures of an aircraft nacelle | |
US9599132B2 (en) | Anti-rotation lug for mounting components together | |
RU2751100C1 (ru) | Способ определенного соединения деталей, изготовленных из материалов с различными коэффициентами теплового расширения | |
RU2751099C1 (ru) | Определенный узел соединения деталей, изготовленных из материалов с различными коэффициентами теплового расширения | |
RU2626795C1 (ru) | Узел соединения керамической оболочки с металлическим шпангоутом | |
RU204845U1 (ru) | Определенный стык шпангоутов, изготовленных из материалов с различными коэффициентами теплового расширения | |
CN111619826A (zh) | 一种面向在轨组装的可展收桁架结构 | |
RU2337437C1 (ru) | Головной обтекатель ракеты | |
GB1151729A (en) | Improvements in Flexible Connections for Ducts | |
RU2581886C1 (ru) | Узел крепления керамического обтекателя с металлическим корпусом летательного аппарата | |
JP6490394B2 (ja) | 航空機と共に用いるためのダクト装置および関連する方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201222 |