RU2779440C1

RU2779440C1 - Method for manufacture of three-layered cellular panel with embedded heat pipes

Info

Publication number: RU2779440C1
Application number: RU2021139525A
Authority: RU
Inventors: Александр Юрьевич Похабов; Мария Вячеславовна Сныткова; Ефим Анатольевич Иванов; Василий Николаевич Наговицин
Original assignee: Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва"
Filing date: 2021-12-29
Publication date: 2022-09-07

Abstract

FIELD: space technology.

SUBSTANCE: invention relates to the space technology, in particular to a technology for the manufacture of three-layered cellular panels with embedded heat pipes (hereinafter – HP), on which spacecraft devices are mounted. According to the method, elements of a cellular panel assembly are manufactured: sheathings, a cellular filler with slots for accommodation of HP, HP with shelves for adhesion to sheathings, with subsequent connection of assembly elements into a single whole by adhesion of one of sheathings with HP shelves and the cellular filler mounted on the sheathing with HP and the second sheathing with the cellular filler. An adhesive composition of a film type is applied to the surface of HP mated with the cellular filler before the mounting to the cellular filler. Slots in the cellular filler are made by mechanical processing repeating an outer contour of HP with a clearance necessary for the placement of the adhesive composition.

EFFECT: increase in production and operational manufacturability due to the improvement of a technological process of the assembly of a three-layered cellular panel, due to the automation of a process of mechanical processing of a slot in a cellular filler, as well as due to the use of film adhesive, for example, TPK-22, which is laid on the surface of HP mated with the cellular filler.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к космической технике, в частности к технологии изготовления трехслойных сотовых панелей с встроенными в них тепловыми трубами (ТТ), на которые устанавливаются приборы космического аппарата.The invention relates to space technology, in particular to the technology of manufacturing three-layer honeycomb panels with heat pipes (HP) built into them, on which spacecraft instruments are installed.

Известен способ изготовления трехслойной сотовой панели (патент RU 2413915 C2) со встроенными в нее ТТ, предназначенными для отвода избыточного тепла от работающих приборов, установленных на поверхности сотовой панели, и поддержания их температуры в комфортном диапазоне рабочих температур, который заключается в том, что при изготовлении на оснастке применяют специальные язычки (или «стопоры»), установленные в ряды, которые ограничивают боковые края зон размещения ТТ.There is a known method for manufacturing a three-layer honeycomb panel (patent RU 2413915 C2) with built-in CTs designed to remove excess heat from operating devices installed on the surface of the honeycomb panel and maintain their temperature in a comfortable operating temperature range, which lies in the fact that when in the manufacture of equipment, special tongues (or “stoppers”) are used, installed in rows that limit the side edges of the TT placement areas.

К недостаткам данного способа относится необходимость заполнять вспенивающимся клеем, который в процессе полимеризаций принимает форму липкой пены, весь объем образованный между боковыми поверхностями ТТ и вырезами в сотовом заполнителе, что приводит к избыточному увеличению массы сотовой панели. Кроме того, невозможность использования вспенивающегося клея, когда высота ТТ не равна высоте сотовой панели, приводит к невозможности производства самой сотовой панели.The disadvantages of this method include the need to fill with foaming adhesive, which takes the form of a sticky foam during polymerization, the entire volume formed between the side surfaces of the HP and the cutouts in the honeycomb core, which leads to an excessive increase in the mass of the honeycomb panel. In addition, the inability to use foaming adhesive when the height of the TT is not equal to the height of the honeycomb panel, leads to the impossibility of producing the honeycomb panel itself.

Известен способ изготовления трехслойной сотовой панели со встроенными в нее ТТ, представленный в патенте RU 2409471, принятый за прототип, согласно которому изготовление трехслойной сотовой панели со встроенными в нее ТТ, изготовленными из алюминиевого сплава, включает изготовление элементов сборки сотовой панели: обшивок, сотового заполнителя с вырезами для размещения в нем ТТ, ТТ с полками для приклеивания к обшивке, с последующим соединением элементов сборки в единое целое путем склеивания одной из обшивок с полками ТТ и сотовым заполнителем, установленным на обшивку с ТТ, и второй обшивки с сотовым заполнителем.A known method for manufacturing a three-layer honeycomb panel with built-in CTs, presented in patent RU 2409471, taken as a prototype, according to which the manufacture of a three-layer honeycomb panel with built-in CTs made of aluminum alloy, includes the manufacture of honeycomb panel assembly elements: skins, honeycomb filler with cutouts for accommodating HP, HP with shelves for gluing to the skin, with subsequent connection of the assembly elements into a single whole by gluing one of the skins with HP shelves and honeycomb core installed on the skin with HP, and the second skin with honeycomb core.

К недостаткам данного способа является то, что вырезы в сотовом заполнителе под ТТ выполняют слесарным (ручным) способом по месту, что понижает точность позиционирования ТТ в трехслойной сотовой панели, увеличивает срок ее изготовления, риск образования брака и количество отходов производства. При этом увеличение зазоров между ТТ и сотовым заполнителем, предназначенных для расположения клеевой композиции, приводит к избыточному увеличению массы трехслойной сотовой панели.The disadvantages of this method is that the cutouts in the honeycomb core under the HP are performed by a locksmith (manual) method in place, which reduces the positioning accuracy of the HP in a three-layer honeycomb panel, increases its production time, the risk of marriage and the amount of production waste. At the same time, an increase in the gaps between the TT and the honeycomb filler, intended for the location of the adhesive composition, leads to an excessive increase in the mass of the three-layer honeycomb panel.

Для заявленного способа выявлены следующие общие с прототипом существенные признаки: способ изготовления трехслойной сотовой панели со встроенными в нее тепловыми трубами, изготовленными из алюминиевого сплава, включающий изготовление элементов сборки сотовой панели: обшивок, сотового заполнителя с вырезами для размещения в нем тепловых труб, тепловых труб с полками для приклеивания к обшивкам, с последующим соединением элементов сборки в единое целое путем склеивания одной из обшивок с полками тепловых труб и сотовым заполнителем, установленным на обшивку с тепловыми трубами, и второй обшивки с сотовым заполнителем.For the claimed method, the following essential features in common with the prototype have been identified: a method for manufacturing a three-layer honeycomb panel with heat pipes built into it, made of aluminum alloy, including the manufacture of honeycomb panel assembly elements: skins, honeycomb filler with cutouts for accommodating heat pipes, heat pipes with shelves for gluing to skins, with subsequent connection of the assembly elements into a single whole by gluing one of the skins with heat pipe shelves and honeycomb core installed on the skin with heat pipes, and the second skin with honeycomb core.

Техническими проблемами, на решение которых направлено данное изобретение являются повышение производственной и эксплуатационной технологичности при изготовлении трехслойной сотовой панели. Производственной технологичность включает в себя автоматизация процесса производства, сокращение ручного труда и использования готовых полуфабрикатов (в виде пленочного клея), а эксплуатационная технологичностью включает в себя снижение массы готового изделия и снижение количество отходов производства.The technical problems to be solved by this invention are the improvement of production and operational manufacturability in the manufacture of a three-layer honeycomb panel. Production manufacturability includes automation of the production process, reduction of manual labor and the use of finished semi-finished products (in the form of film glue), and operational manufacturability includes reducing the weight of the finished product and reducing the amount of production waste.

Указанные технические проблемы решаются за счет того, что способ изготовления трехслойной сотовой панели с встроенными в нее тепловыми трубами, изготовленными из алюминиевого сплава, включает в себя изготовление элементов сборки сотовой панели: обшивок, сотового заполнителя, в котором выполняют вырезами для размещения тепловых труб, самих тепловых труб с полками для приклеивания к обшивкам, затем соединяют элементы сборки в единое целое путем склеивая одну из обшивок с полками тепловых труб и сотовым заполнителем, и вторую обшивку с сотовым заполнителем, а также включает в себя нанесение клеевой композиции пленочного типа на поверхность тепловых труб, сопряженную с сотовым заполнителем, перед установкой в сотовый заполнитель и выполнение вырезов в сотовом заполнителе путем механической обработки, повторяющей внешний контур тепловых труб, с допуском необходимым для размещения клеевой композиции.These technical problems are solved due to the fact that the method of manufacturing a three-layer honeycomb panel with heat pipes built into it, made of aluminum alloy, includes the manufacture of honeycomb panel assembly elements: skins, honeycomb filler, in which cutouts are made to accommodate heat pipes, the heat pipes with shelves for gluing to skins, then connect the assembly elements into a single whole by gluing one of the skins with heat pipe shelves and honeycomb filler, and the second skin with honeycomb filler, and also includes applying a film-type adhesive composition to the surface of heat pipes , coupled with the honeycomb core, before installation in the honeycomb core and making cuts in the honeycomb core by machining, repeating the outer contour of the heat pipes, with the tolerance necessary to accommodate the adhesive composition.

Техническим результатом данного решения является повышение производственной и эксплуатационной технологичности.The technical result of this solution is to increase the production and operational manufacturability.

Сущность заявленного способа поясняется четырьмя чертежами:The essence of the claimed method is illustrated by four drawings:

фиг. 1 - сборка обшивки с ТТ;fig. 1 - assembly of skin with TT;

фиг. 2 - сборка обшивки с ТТ с сотовым заполнителем и второй обшивки;fig. 2 - assembly of skin with TT with honeycomb core and second skin;

фиг. 3 - фрагмент трехслойной сотовой панели со встроенной ТТ в сборе;fig. 3 - a fragment of a three-layer honeycomb panel with a built-in CT as an assembly;

На чертежах показан способ изготовления трехслойной сотовой панели со встроенными в нее тепловыми трубами.The drawings show a method for manufacturing a three-layer honeycomb panel with heat pipes embedded in it.

На фиг. 1 показана сборка обшивки 1 с ТТ 2. ТТ 2 содержит полки 3, предназначенные для нанесения клеевой композиции 4 пленочного типа для приклейки с обшивкой 1In FIG. 1 shows the assembly of skin 1 with TT 2. TT 2 contains shelves 3 intended for applying a film-type adhesive composition 4 for gluing with skin 1

На фиг. 2 показана сборка обшивки 1 с ТТ 2 с сотовым заполнителем 5 и второй обшивкой 6. Сотовый заполнитель 5 содержит вырезы 7, выполненные путем механической обработки и повторяющие внешний контур ТТ 2. На поверхность ТТ 2, сопряженную с сотовым заполнителем 5 наносят клеевую композицию 8 пленочного типа. После производят сборку деталей между собой, на обшивку 1 с ТТ 2, устанавливают сотовый заполнитель 5 с вырезами 7, после этого устанавливают вторую обшивку 6 на сотовый заполнитель 5. В результате получается трехслойная сотовая панель 9 со встроенными в нее ТТ (см. фиг. 3).In FIG. 2 shows the assembly of skin 1 with HP 2 with honeycomb core 5 and second skin 6. Honeycomb core 5 contains cutouts 7 made by machining and repeating the outer contour of HP 2. An adhesive composition 8 of a film is applied to the surface of HP 2, coupled with honeycomb core 5 type. After that, the parts are assembled together, on the skin 1 with HP 2, a honeycomb core 5 with cutouts 7 is installed, after which the second skin 6 is installed on the honeycomb core 5. The result is a three-layer honeycomb panel 9 with built-in HP (see Fig. 3).

Описанный выше способ осуществляется следующим образом: на полки 3 ТТ 2 наносят клеевую композицию 4 пленочного типа, после чего ТТ 2 устанавливают на обшивку 1, далее сборочную единицу помещают в термошкаф на заданный отрезок времени для полимеризации клея. Затем проводят механическую обработку сотового заполнителя 5, для получения выреза 7, который повторяет внешний контур тепловых труб, с допуском необходимым для размещения клеевой композиции 8. Механическую обработку сотового заполнителя 5 проводят на высокоточном фрезеровальном станке по заданной программе. На поверхность ТТ 2, сопряженную с сотовым заполнителем 5, наносят клеевую композицию 8, после чего на обшивку 1 устанавливают сотовый заполнитель 5 с вырезами 7. На заключительном этап на сотовый заполнитель 5 устанавливают вторую обшивку 6, после чего трехслойную сотовую панель 9 с встроенными в нее ТТ 2 помещают в термошкаф на заданный отрезок времени для полимеризации.The method described above is carried out as follows: an adhesive composition 4 of a film type is applied to the shelves 3 of TT 2, after which TT 2 is installed on the casing 1, then the assembly unit is placed in a heating cabinet for a specified period of time to polymerize the glue. Then, the honeycomb core 5 is machined to obtain a cutout 7 that repeats the outer contour of the heat pipes, with the tolerance necessary to accommodate the adhesive composition 8. The honeycomb core 5 is machined on a high-precision milling machine according to a given program. An adhesive composition 8 is applied to the surface of the TT 2, conjugated with a honeycomb core 5, after which a honeycomb core 5 with cutouts 7 is installed on the skin 1. At the final stage, a second skin 6 is installed on the honeycomb core 5, after which a three-layer honeycomb panel 9 with built-in her TT 2 is placed in a heating cabinet for a given period of time for polymerization.

Таким образом, данный способ изготовления трехслойной сотовой панели со встроенными в нее ТТ, позволяет повысить производственную и эксплуатационную технологичность за счет совершенствование технологического процесса сборки трехслойной сотовой панели, благодаря автоматизации процесса механической обработки выреза в сотовом заполнителе, а также за счет применения пленочного клея, например, ТПК-22, который укладывается на поверхность ТТ, сопряженную с сотовым заполнителем. Пленочный клей, в отличие от вспенивающегося клея, имеет равномерную структуру, плотность и характеристики теплопроводности. Пленочный клей в процессе полимеризаций не увеличивается в объеме, и поэтому риск образования подтеков, вытеканий и затеканий в ячейки сотового заполнителя отсутствует. Пленочный клей является полуфабрикатом, и его подготовка к использованию не нуждается в дополнительном оборудовании и в отдельном рабочем месте, как в случае со вспенивающимся клеем, и таким образом, количество ручного труда и отходов производства гораздо ниже.Thus, this method of manufacturing a three-layer honeycomb panel with CTs built into it makes it possible to increase the production and operational manufacturability by improving the technological process of assembling a three-layer honeycomb panel, by automating the process of machining a cutout in a honeycomb core, and also through the use of film glue, for example , TPK-22, which is laid on the surface of the HP, coupled with the honeycomb core. Film adhesive, unlike foam adhesive, has a uniform structure, density and thermal conductivity characteristics. The film adhesive does not increase in volume during polymerization, and therefore there is no risk of smudges, leaks and leakage into the cells of the honeycomb core. Film adhesive is a semi-finished product, and its preparation for use does not require additional equipment and a separate workplace, as is the case with foam adhesive, and thus the amount of manual labor and production waste is much lower.

Claims

A method for manufacturing a three-layer honeycomb panel with heat pipes built into it, made of aluminum alloy, including the manufacture of honeycomb panel assembly elements: skins, honeycomb core with cutouts for placing heat pipes in it, heat pipes with shelves for gluing to skins, with subsequent connection of the elements assembling into a single whole by gluing one of the skins with heat pipe shelves and a honeycomb core installed on the skin with heat pipes, and the second skin with a honeycomb core, characterized in that on the surface of the heat pipes, coupled with the honeycomb core, before installation in the honeycomb core , a film-type adhesive composition is applied, and the cutouts in the honeycomb core are made by machining, repeating the outer contour of the heat pipes, with the tolerance necessary to accommodate the adhesive composition.